Сварка арматуры внахлест гост: особенности технологических процессов для осуществления работ

alexxlab | 24.08.1976 | 0 | Разное

Содержание

особенности технологических процессов для осуществления работ

При строительстве зданий и сооружений с применением монолитного бетона обязательно производят армирование бетонных конструкций с использованием арматуры. Арматура – это стержень с гладким или специальным ребристым покрытием, изготавливаемый из стали специальных марок. Также широкое распространение в последнее время получила арматура из полимерных материалов.


Типы соединений арматуры внахлест

Соединения арматуры железобетонных конструкций регламентируются по ГОСТ 10922-2012. Существуют различные виды изделий из арматуры: отдельные стержни, арматурные сетки, арматурные каркасы, закладные изделия. Каждый вид изделий требует соединения арматурных стержней между собой в различных пространственных положениях: встык, внахлёст, крестообразное или специальное соединения. Выбор вида изделия, диаметр и класс арматуры, способ её соединения будет зависеть от возводимой бетонной конструкции. Основными способами соединения арматурных стержней являются:

  1. Вязка арматуры вязальной проволокой. Производится для соединения стержней внахлёст или с крестообразным расположением.
  2. Механическое соединение специальными резьбовыми или опрессовочными муфтами. Применяется для стыкового соединения арматуры одинакового диаметра.
  3. Сварное соединение арматуры. Выполняется различными способами сварки во всех пространственных положениях, регламентируется по ГОСТ 14098-2014.

Сварка арматуры внахлест

Оптимальным способом соединения арматуры является сварка различными способами. При сварке прочность соединения выше, имеет большую производительность, меньше трудозатрат.

На практике чаще всего применяют стыковое соединение с усиливающими стержнями, нахлесточное соединение стержней и нахлесточное соединение стержней с пластинами или фасонными деталями.

Стыковое соединение с усиливающими стержнями представляет собой два стержня, расположенных на одной оси, по бокам от стержней в месте их соединения располагаются усиливающие стержни (С21-Рн, С21-Мн). Сварка производится по линии соприкосновения основных и усиливающих стержней. Для сварки стержней большого диаметра можно применить сварку с двух сторон.

Во избежание деформаций стержней сварку производят короткими швами в шахматном порядке. Такой способ соединения применим для сварки арматуры любых классов диаметром более 10 мм.

Нахлесточное соединение представляет собой два стержня, расположенных в параллельных осях и имеющих одну общую линию соприкосновения (С23-Рэ, С-23-Мэ). Сварка производится по линии соприкосновения. Таким способом можно соединять арматуру разного диаметра, при этом размеры и характеристики шва выбираются по стержню с меньшим диаметром.

Двухсторонние швы допускается выполнять для арматуры класса А240 и Ас300 и длиной шва, равной четырём диаметрам стержня.

Нахлесточное соединения стержня с пластиной или фасонной деталью представляет собой стержень, установленный на пластину и имеющий одну линию соприкосновения с ней (Н1-Рш и следующие). Ручная дуговая сварка применяется для стержней диаметром от 10 до 32 мм и толщиной пластины от 4 мм. При этом сварка ведётся от края пластины вдоль линии соприкосновения со стержнем и заканчивается выходом шва на поверхность пластины. При применении контактной сварки выбирают стержни диаметром 6-16 мм и пластины с толщиной не менее 4 мм. При этом пластины должны иметь специальную форму поверхности.

Перед выполнением сварочных работ свариваемые поверхности очищают от загрязнений механическим способом. При наличии влаги производят просушку стержней газопламенными горелками. При наличии любых загрязнений, влаги или ржавчины качество сварочного шва резко ухудшается.

Сборку изделий осуществляют на специализированных сварочных столах, стендах, кондукторов с применением фиксирующих устройств. При проведении монтажных работ на строительной площадке необходимо укрытие места сварки от атмосферных осадков и ветра.

Основным способом сварки для проведения монтажных работ на строительной площадке является электродуговая сварка. Стационарные источники сварочного тока имеют характеристики выше, чем переносные сварочные аппараты, но неудобны для монтажных работ, так как потребуются дополнительные сварочные кабели. Такими источниками производят укрупнённую сборку с дальнейшей транспортировкой изделия к месту установки. Монтаж изделия в месте установки производят переносными сварочными аппаратами инверторного типа. Они имеют малый вес, стабильную работу, точную настройку сварочного тока, что способствует повышению производительности и качества сварных соединений.

Примерная стоимость инверторов для сварки на Яндекс.маркет

Выбор сварочных материалов и режимов сварки будет зависеть от класса и диаметра арматуры. При сварке стержней разного диаметра режимы выбираются по меньшему диаметру.

По окончании сварочных работ производится зачистка сварного соединения от шлака и брызг, визуальный контроль сварочного шва. При наличии дефектов производят ремонт сварного соединения или вырезают его полностью и сваривают снова.


Соединение арматуры сваркой: виды, преимущества, ГОСТ

На чтение 5 мин Просмотров 1.8к.

Арматурные металлические пруты являются неотъемлемой частью железобетонных изделий, которые, в свою очередь, активно используются в монолитно-каркасном строительстве. Одно из главных предназначений арматурных элементов — это создание наибольшей жесткости, крепости бетонного блока.

Он может служить основой для фундамента, стены или балкона. Также с применением стальных прутьев можно изготовить другие железобетонные изделия, например, оконные или дверные перемычки, лестничные марши и так далее.

Соединение прутьев между собой предполагает способы, которые различаются между собой:

  • по степени сложности выполнения работ;
  • по количеству затрачиваемого времени на работу;
  • по качеству исполнения, которое зависит от используемого сорта стали;
  • по себестоимости. Чаще всего по этому поводу возникает актуальный вопрос: какой способ соединения арматуры эффективнее и надежнее?

Виды соединения арматуры

Соединение арматурных прутов осуществляется одним из трех способов:

  • Механическим;
  • Внахлест, с помощью специальных соединительных элементов;
  • При помощи сварочных работ.

Каждый из вышеперечисленных методов имеет свои преимущества, недостатки и особенности. Стоит вкратце их отметить.

Механический способ сварки предполагает использование гидравлического пресса и резьбовых, а также соединительных муфт.

Технология изготовления такова:

  1. Прутья «одевают» в резьбовые муфты.
  2. Гидравлический пресс позволяет сжать муфту вокруг прута, тем самым надежно ее зафиксировать.
  3. Далее происходит сборка конструкции посредством соединительных муфт. Также их можно заменить трубами с толстыми стенками.

Преимущество механической сборки арматуры — быстрота работы.

Некоторые классы арматуры нуждаются в другом методе соединения, например, внахлест. Стоит отметить, что при работе с арматурными стержнями внахлест теряется ощутимый процент этого материала.

Также есть и весомое преимущество в этом методе работы — нужны крепежные элементы, а дополнительных инструментов, приборов не требуется.

Наконец, третий вид состыковки арматурых элементов – это при помощи сварки. Способ достаточно распространен и требует полного профессионализма.

Для сварочных работ нужны:

  1. Сварочный аппарат;
  2. Электродержатель для электрода;
  3. Сварочные маски (щитки), а также защитные стекла для них;
  4. Молоток-шлакосниматель;
  5. Зубило, обычный молоток, отвес, линейка из металла.

Состыковка арматурных элементов также проводится различными способами:

  • протяженными швами;
  • многослойными швами;
  • точечно.

Преимущества соединения арматуры сваркой

Есть много преимуществ, которые позволяют сделать выбор в пользу сварочной состыковки, как наиболее эффективного, надежного способа соединения арматурных стержней.

контактная, внахлест, встык ванным методом

Арматура может применяться как по отдельности, так в составе сложных конструкций. Для создания сложных конструкций арматурные запчасти часто соединяются друг с другом. Основной способ соединения — это проведение сварочных работ. Сварка осуществляется с помощью оборудования, которое выполняет локальный нагрев краев деталей с последующим расплавлением и затвердеванием. Сварка арматуры может выполняться различными способами — внахлест, встык, ванным способом, контактным методом. Но какие электроды следует применять для сваривания арматурных изделий? Как правильно определить силу тока? И как проконтролировать качество проведенных работ? В нашей статье мы узнаем ответы на эти вопросы.

Краткие сведения

Сварка арматуры является основным методом соединения арматурных прутков. С помощью сваривания можно соединить прутки любой длины и формы. Сварка может вестись встык, нахлестом и крестообразным способом. В фабричном производстве также применяется точечная контактная сварка. Для проведения работ применяется стандартное сварочное оборудование с автоматической или полуавтоматической подачей электрода в активную зону. Сварение прутков рекомендуется проводить при подаче в активную зону инертных газов — это улучшает качество сварного шва, препятствует появлению коррозии в активной зоне.

Сварка помогает создать конструкцию любой формы — сетку, квадраты, треугольники, многоугольники. Сварка арматуры ГОСТ проводится в защитной одежде (костюм, маска, рукавицы), которая будет защищать человека от воздействия высоких температур. Сварочные работы рекомендуется проводить в сухом проветриваемом помещении, хотя при необходимости сварку можно проводить в любое время при отсутствии сильного ветра и/или осадков (дождь, туман, снег). Сварочные работы регулируются отечественными и международными нормами. Основной регулирующий закон — ГОСТ 14098-2014 (обратите внимание, что старый ГОСТ 14098-91 действовал до 2014 года).

Сварочные методики

Для сварки арматуры применяется несколько технологий. Основные методики — сварка арматуры ванным способом, сварное соединение внахлест, создание крестообразных соединений, контактная технология. Ниже мы рассмотрим каждую методику более подробно.

Встык ванным методом

Ванная сварка арматуры — оптимальный метод сварения арматурных прутков. Ванночкой называют U-образную скобу, к которой будет привариваться стальные прутки. Ванная технология позволяет получить качественный надежный шов, который не растрескается под действием механических ударов или химически активных веществ. К тому же ванная технология уменьшает контакт прутков с окружающей средой, поэтому риск коррозии в данном случае будет минимальным.

Сварочные работы проводятся так:

  1. С помощью металлической щетки нужно зачистить края стержней на 3-4 сантиметра (у концов должен появиться характерный металлический блеск). Для более качественной, быстрой обработки щетка должна иметь оцинкованное покрытие. После зачистки нужно промыть и обезжирить края, чтобы они стали чистыми.
  2. Теперь нужно поместить края внутрь ванночки. Некоторые мастера для более надежной фиксации обвязывают ванночку проволокой, а во время сварки проволока быстро удаляется из активной зоны. Новичкам манипуляции с проволокой делать не рекомендуется, поскольку есть большой риск приваривания проволоки к поверхности ванночки.
  3. Сварку следует проводить на высоких токах (оптимальная сила тока — 400 ампер при диаметре электрода 5 миллиметров) с помощью автоматического или полуавтоматического оборудования. Сперва выполняется плавление края одного прутка — потом второго. После этого операция повторяется до тех пор, пока ванночка полностью не покроется расплавленным металлом.

Главным преимуществом ванной технологии является небольшой расход расходного материала. Еще один крупный плюс — возможность проведения сварочных работ при отрицательных температурах (силу тока нужно увеличить на 15-20%). В качестве ванночки могут использовать как стальные скобы, так и скобы из других металлических сплавов (медь, латунь, дюралюминий, чугун). Также допускается применение графитовых ванночек.

Сварка арматуры внахлест

Если сварная конструкция не будет подвергается серьезной механической нагрузке, то в таком случае можно применять сварение арматуры внахлест. Главные плюсы технологии — простота, высокая скорость работ, минимум расходных материалов, неплохая надежность. Нахлест арматуры при сварке должен быть полным, чтобы получился прочный большой шов. Сварочные работы рекомендуется проводить с нижнего, а не с верхнего положения (это обеспечит более активное расплавление металла в активной зоне). Также можно выполнять боковую сварку внахлест под углом наклона до 15-20 градусов.

Оптимальный алгоритм действий:

  1. Зачистите поверхность арматуры с помощью металлической щетки или грубой наждачной бумаги. Также рекомендуется сделать обезжиривание поверхности, чтобы получить высококачественный сварной шов в активной зоне.
  2. Наложите сварные прутки друг на друга. Оптимальный уровень нахлеста — от 15 до 30 сантиметров. Скреплять детали проволокой не рекомендуется, поскольку при нагреве проволока быстро расплавится.
  3. Выполните обварку сверху минимум в двух местах (по краям). Потом выполните обварку снизу (по центру).

Крестообразное сварение

Если делать большую объемную решетку, то можно выполнить крестообразную сварку арматурных прутков. Все работы нужно проводить в строго горизонтальном или вертикальном положении, чтобы прутки надежно давили друг на друга. Делать сварку под углом не рекомендуется, поскольку будет проблематично получить надежный качественный шов (расплавленный металл будет активно стекать или испаряться). Крестообразную технологию также не рекомендуется выполнять при отрицательной температуре окружающей среды.

Особенности крестообразной технологии:

  • Оптимальным методом соединения прутков является дуговая сварка в среде защитных газов. Соединение арматуры следует выполнять короткими прихватами с короткой подачей дуги в активную зону.
  • Во время подачи электрод должен находиться под углом 30-45 градусов относительно плоскости стержней. В противном случае расплавление будет идти менее активно, что увеличит время проведения работ и снизит качество шва.
  • Для улучшения фиксации прутков можно приварить на арматуру прихватки. Накладывать их рекомендуется с двух сторон, чтобы зафиксировать детали как в нижнем, так и верхнем положении.

Контактная сварка

Точечная контактная сварка арматуры является надежным методом соединения прутков друг с другом. Для сварения требуется применения станкового сварочного оборудования, которое обладает большой массой. Поэтому на практике эта технология получила мало распространения, хотя ее часто применяют в фабричном производстве. Контактное точечное сварение выглядит так:

  1. Прутки помещаются в станок, который имеет вид промышленных клещей. Станочные клещи надежно фиксируют детали, а во время сварения их положение не меняется.
  2. Потом рабочий выполняет настройку станка с помощью электронной панели. Рабочий может выбрать все технологические особенности операции (сила тока, глубина обработки, температура нагрева).
  3. Потом рабочий запускает станок, который выполняет сварку контактным методом. При работе сдавливающие поверхности нагреваются до высоких температур, что приводит к расплавлению арматуры.
  4. Во время работы возможно перемещение прутков с помощью подвижной консоли. Новые станки могут также выполнять перемещение сдавливающих нагревателей, что делает такие станки более универсальными, простыми в использовании.

Правила подбора электродов

Для сварения арматурных прутков рекомендуется использоваться электроды марок Э42, СМ-11, АНО-5, АНО-6, ВСЦ-4, УОНИ-13. Преимущества — высокое качество сварного шва, минимальный расход во время сварочных работ, хорошая температурная устойчивость, отсутствие коррозийного риска. Электроды этих марок могут работать при низких температурах окружающей среды, что будет весьма кстати в зимнее время. Для сварения стандартной арматуры диаметром 5-10 миллиметров применяются электроды диаметром 2-4 миллиметра. Для более крупных запчастей применяются электродные детали диаметром 4-6 миллиметров.

Также не забудьте проконтролировать силу сварочного тока:

  • Для работы с популярными электродами диаметром 3 мм марки Э42 или СМ-11 лучше применять ток силой от 100 до 150 ампер. Для более толстых электродов силу тока нужно увеличить до 150-220 ампер (4 мм) или до 180-290 ампер (5 мм).
  • Электроды АНО-5 и АНО-6 диаметром 4 мм варятся с помощью тока, сила которого составляет 170-220 ампер. Если диаметр составляет 5 мм, то силу тока нужно увеличить на 40-60 ампер.
  • Маломощные электроды ВСЦ-4 варятся с помощью небольшого тока — 90-100 ампер (диаметр 3 миллиметра) или 120-150 ампер (диаметр 4 миллиметра).
  • Также на рынке Вы можете встретить новые электроды марки УОНИ-13. Их следует варить слабым током — для устройств диаметром 2 миллиметра нужно применять ток силой 30-50 ампер. За каждый дополнительный миллиметр диаметра нужно увеличить силу тока на 50-70 ампер.

Качество работы

После проведения сварочных работ рекомендуется проконтролировать качество полученного шва. Правила ГОСТ не дают точных указаний относительно проведения проверочных работ. Обратите внимание, что следует выполнять после полного остывания соединения (в идеале проверку нужно проводить на следующий день). Большинство мастеров на практике применяют следующие методы проверки:

  • Небольшие удары молотком по месту шва. С помощью металлического молотка выполняется простукивание конструкции на местах швов. Удары должны быть несильными, но точными. Перед простукиванием ударную часть молотка желательно помыть и вытереть насухо (мусор или частички воды могут негативно сказываться на качестве удара). Во время проверки сварной шов не должен растрескиваться и облущиваться — в противном случае сварочную процедуру нужно повторить.
  • Сброс получившейся конструкции с высоты 1-2 метров. Если сварочные работы были проведены качественно, то падение с небольшой высоты не должно нанести конструкции какие-либо повреждения. Сбрасывать конструкцию желательно на плоскую ровную поверхность, на которой отсутствует мусор. Сбрасывать конструкцию рекомендуется 2 раза — это повысит качество проверки.
  • Рентгенологическое исследование. Если сварка была проведена некачественно, то на рентгенограмме будут видны все микротрещины и неровности. Рентгенографическое исследование является очень точным, надежным, а с его помощью можно получить точные сведения о качестве шва. Метод имеет множество недостатков — дополнительные траты на покупку оборудования, нельзя часто проводить исследования, сложность при работе с большими конструкциями.

Заключение

Подведем итоги. Для соединения арматурных прутков можно применять сварку. Основные сварочные методики — стыковое соединение ванным методом, сварка внахлест, крестообразное соединение, контактная сварка. Каждая из технологий обладает своими преимуществами и недостатками. Оптимальным методом соединения арматуры является сварка встык ванным методом, при котором прутки соединяются друг с другом с помощью U-образной металлической дуги.

Еще один хороший метод соединения арматуры — это точечная технология сварки. Она позволяет получить очень прочный качественный шов, однако для ее применения требуются тяжелые станки. Для проведения сварочных работ могут применяться различные электроды — Э42, СМ-11, АНО-5, АНО-6, ВСЦ-4, УОНИ-13. После сварочных работ посмотрите качество шва.

Используемая литература и источники:

  • Яковлев, С. К. Расчет железобетонных конструкций по Еврокоду EN 1992. В 2 частях. Часть 1. Изгибаемые и сжатые железобетонные элементы без предварительного напряжения. Определение снеговых, ветровых и крановых нагрузок. Сочетание воздействий / С.К. Яковлев, Я.И. Мысляева. — М.: МГСУ, 2015.
  • Ферстер, М. Справочная книга для инженеров-строителей. Часть I. Математика, механика, сопротивление материалов, статика сооружений, железобетон, геодезия / М. Ферстер. — М.: Государственное научно-техническое издательство, 1976.
  • Салов, Александр Монолитное строительство: от теории к практике: моногр. / Александр Салов. — М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2013.
  • Статья на Википедии

Стыковка арматуры внахлёст |

Соединение, после которого соединяемая арматура соединяется в единую ровную линию, называют внахлест. Такое соединение предназначено для того, чтобы перераспределить растягивающие и сжимающие нагрузки. Этот метод соединения имеет следующие правила:

1. Места наименьшего напряжения конструкции – лучшее место для нахлеста.

2. Наложение отрезков арматуры друг на друга должно быть более 50 см. если стержень имеет диаметр 10 мм, то нахлест арматуры друг на друга должен быть не меньше полуметра.

3. Образующие нахлест отрезки арматуры должны быть близки друг к другу по максимуму, но не больше величины двух диаметров. Соединение арматуры внахлест осуществляется двумя способами: с помощью сварки и вязальной проволоки. Во время варки арматуры нужно максимально проплавить взаимно стыкуемые элементы. Вязку нужно проводить пластичной проволокой, которую нужно предварительно отжечь.

4. Если брать сечение по армируемому элементу, то на нахлест должно приходиться не более половины всех армируемых «нитей» в каждом из сечений. Другими словами: не допускайте рядом друг с другом несколько нахлестов.

 Правильное соединение перекрещивающейся арматуры

Перекрещивающуюся арматуру соединяют методом вязки или сварки. С помощью вязки соединяют любые размеры арматуры. Сваркой соединяют перекрестную арматуру сравнительно большого диаметра (более 20 мм). Пересечение стержней относительно больших диаметров позволяет создать при перекрестном соединении достаточную площадь для контакта.

Вязать или варить арматуру?

Арматура ГОСТ 5781 82 – термически прочный стержень. Во время сварки арматура нагревается. Локальный нагрев влияет на прочностные свойства в месте нагрева, ухудшая его. Поэтому логично, что вязка является более предпочтительным методом соединения. Связанная арматура не образует цельный контур – это нужно учитывать. Строительные нормы предусматривают наличие в арматурном каркасе целостных контуров. Их должно быть не меньше 1/6 от всего объёма. Если вы решили использовать сварку, то перед процессом арматура А500С должна быть очищена от загрязнений и ржавчины. Это обеспечит лучшую свариваемость.

В общем, выбор того или иного метода соединения арматуры нужно решать в зависимости от условия на строительной площадке.

Наша компания «СтальХолдинг» предлагает готовые арматурные каркасы и строительную арматуру различного типоразмера. У нас можно найти умеренные цены и выгодные условия сотрудничества. Позвоните нашим менеджерам, чтобы узнать о нас подробнее.

Сварка внахлест арматуры и плоских деталей согласно ГОСТ электродуговым и контактным методом

Сваривание внахлест чаще всего применяют при точечной контактной сварке. В других случаях получается слишком большой расход материалов и рабочего времени, требуется проваривать шов с двух сторон.

При соединении внахлест разделка кромок не требуется, но сами кромки должны быть аккуратно обрезаны, без заусенцев от механической обрезки или наплывов от газового резака.

Торцы кромок и прилегающие области в пределах двух сантиметров должны быть зачищены до металлического блеска, при необходимости обезжирены.

Электродуговой метод

В зависимости от положения нахлесточного соединения в пространстве, сварка должна производиться по технологиям, разработанным для конкретного вида сварочного соединения. Чтобы предотвратить появление ржавчины требуется проварить нахлестовое соединение с одной и другой стороны.

Сварку внахлест электродуговым методом обычно применяют при монтажных и сборочных работах стальных конструкций. Для сварщика технология внахлест не представляет трудностей, если имеется возможность кантовать свариваемое изделие.

Естественно, если необходимо приварить внахлест листовую заготовку к металлическому потолку, то возникнут трудности с потолочным швом.

При сварке внахлест, в зависимости от конкретных требований, соединение заготовок производится одним или двумя швами.

Шов проходит по краю одной или другой поверхности свариваемого изделия. Технология практически исключает прожоги. Требования к краям изделия не такие жесткие, как при сварке встык.

При сборке деталей допускается некоторая нестыковка, неточности в размерах. Главное, чтобы внешние габариты соответствовали требованиям.

Простота сварки внахлест имеет и свою отрицательную сторону:

  • некоторый перерасход материалов из-за того, что листы металла накладываются друг на друга, а не стыкуются;
  • перерасход электродов, из-за необходимости в некоторых случаях проводить сваривание с двух сторон;
  • нахлесточное соединение по прочности уступает стыковому.

При сварке внахлест шов формируется в углу, образованном торцом одной детали и боковой поверхностью другой детали. Это, по сути, соответствует угловому соединению. Поэтому к нахлесточному соединению применяют техники, использующиеся при угловых соединениях.

Контактный метод

Самым распространенным методом сваривания листовых материалов является соединение их внахлест. Его осуществляют с помощью рельефов (специальных выступов). Обычно применяют рельефы сферической формы. Рельефная сварка относится к разновидностям контактного метода.

При сварочном процессе внахлест рельефы формуют с применением холодной штамповки, что вызывает образование лунки. Если использовать материалы с высокой пластичностью, то можно получить рельефы любой сложности. Если рельефы получить затруднительно по каким-либо причинам, то можно использовать специальные вставки.

По сравнению с контактным сварочным процессом рельефный метод имеет некоторые отличия. Так, сварное соединение получается не за счет плавления металла, а за счет пластической деформации.

Данный вид сваривания используется при массовом производстве. Соединения получаются красивыми, без следов от электродов. Сваривание происходит по самому краю кромок, при этом не требуется предварительная подготовка поверхностей.

Контактная сварка в этом плане более требовательная, в ней сварочные точки не могут располагаться слишком близко к краю стыка. Между собой они тоже на должны находиться близко из-за шунтирующих токов.

Несмотря на это, контактная сварка внахлест очень распространена в автомобилестроении и приборостроении, широко применяется в изготовлении бытовой техники. Сам принцип действия контактной сварки предполагает нахлесточное соединение.

Применение к арматуре

При любом строительстве требуется армирование бетона для получения прочных конструкций. Чтобы обеспечить прочность, необходимо создавать каркасы из арматуры. Для этого проводят соединение арматуры с помощью вязальной проволоки или сварки.

Получение прочного каркаса из отдельных стержней арматуры является сложной задачей. Необходимо соблюдать технологию и множество правил.

Например, сварку арматуры внахлест используют, когда требуется все нагрузки равномерно распределить по поверхности. При этом необходимо учитывать, что нахлест применяется в местах наименьшего напряжения. Желательно брать арматурные стержни одного диаметра, при этом толщина арматуры не должна быть больше 20 мм.

Технология внахлест производится с учетом двух рельефов и швов. Сварочный процесс осуществляется аппаратом ручной электродуговой сварки.

Сварное соединение типа тавр должно иметь инвентарную форму, в ванне применяется только один электрод. Если сварка осуществляется под флюсом, то применять присадочную проволоку не нужно.

Нахлест арматуры в строительстве в случае применения сварки разрешается только при использовании стержней марок А400С и А500С. Арматура этого класса хорошо сваривается.

Недостатком является высокая стоимость этих марок. Наибольшее применение получила арматура марки А400, но она при нагревании теряет свои прочностные свойства и устойчивость к коррозии.

Требования к технологии

По западным стандартам запрещено производить сварочный процесс в областях перехлеста арматурных стержней, независимо от их марки. По российским нормирующим документам сваривание разрешено при толщине арматуры, не превышающей 25 мм.

При сварочных работах необходимо учитывать диаметр электродов. При использовании электродов толщиной 4-5 мм, длина нахлеста арматурных стержней будет более 10 диаметров свариваемых стержней. Этого требует ГОСТ 14098 и ГОСТ 10922.

Сваривание стержней арматуры можно осуществлять внахлест электрошлаковым полуавтоматом, ручной электродуговой, ванно-шовной, контактной сваркой.

Длинные швы делают для монтажа горизонтальных и вертикальных элементов арматурного каркаса. Такое соединение позволяет использовать вариант с накладками или внахлест.

Хотя соединение внахлест производится длинными швами, допускается также использование дуговых точек. Допустимо делать нахлестку короткой и длинной, а шов двусторонним или односторонним.

Длина сварного стыка накладки и арматурного прутка может быть разной. При этом допускается смещать накладки по длине. Сваривание арматурных стержней производится разнообразными фланговыми швами.

При сваривании арматурных стержней вертикального расположения необходимо на 10-20 % уменьшить сварочный ток. При использовании двусторонних швов возможно появление горячих трещин. Для предотвращения этого требуется точно соблюдать технологию сварки и правильно подбирать вид электрода.

Как вязать арматуру для фундамента: сварка или вязка

Автор perminoviv На чтение 4 мин Просмотров 33 Опубликовано

При закладке арматуры в железобетонную конструкцию, соединение элементов может выполняться двумя способами: сваркой или вязкой.

Каждая их технологий имеет свои достоинства и недостатки, а их выполнение регламентируется государственными стандартами:

  • ГОСТ 14098 2014 на сварные соединения арматуры;
  • ГОСТ 10922-2012 на механические, сварные и вязаные соединения. 

Какой способ соединения выбрать в каждом конкретном случае, необходимо решать, зная минусы и плюсы каждого варианта. Сварка – это наиболее простое решение, его выбирают в подавляющем большинстве случаев.

Сварка арматуры

Если в качестве технологии для формирования каркаса арматуры выбирается сварка, необходимо понимать, что эта процедура оказывает значительное влияние на материал – нарушается не только поверхностная его структура, но и внутренняя. В результате металл теряет параметры прочности и жесткости. В отдельных случаях это непозволительно, если используются стержни небольших диаметров. В этом случае необходимо выполнять сварочные работы – идеально, чтобы снизить отрицательное воздействие. Если же применяются крупные прутья, то существенного влияния высокие температуры не окажут. Если выполнять работы в соответствии с ГОСТ сварка арматуры показывает следующие преимущества:

  • работы выполняются быстро;
  • разумная стоимость материалов, расходуемых в процессе сварки;
  • возможность сформировать конструкции с высоким уровнем прочности.

Государственные стандарты предписывают использовать сварку для возведения таких объектов:

  • строительство оснований сооружений или фундаментов;
  • реализация отмосток;
  • возведение объектов с помощью технологии бетонирования. 

При выполнении данных работ необходимо понимать их особенности:

  • материал раскаляется до плавильных температур, что вызывает потерю его физико-химических свойств;
  • для компенсации утраченных параметров, необходимо создавать более плотную конструкцию;
  • работать с каждым соединением по отдельности – с контролем после остывания на появление микроскопических трещин;
  • в контактных зонах обрабатывать материал шлифовальным устройством, чтобы обеспечить плотное прилегание элементов. 

Из всех вариантов, предлагаемых ГОСТ, сварка арматуры с пластиной и внахлест применяется чаще других. В первом случае используется дополнительный элемент, который формирует надежность сварного шва. Второй вариант предполагает формирование каркаса из прутков небольшого диаметра. Запрещает ГОСТ сварку арматуры внахлест на участках концентрации нагрузок в областях наивысшего напряжения. Государственный стандарт предписывает использовать этот способ в следующих случаях:

  • в зонах минимального напряжения;
  • при диаметре прутка в 1 см, на хлест должен быть в 50 см;
  • все элементы конструкции должны иметь приблизительно одинаковый диаметр;
  • соединение не должны располагаться рядом друг с другом. 

Если вы выбираете сварку для формирования каркаса фундамента, то должны понимать недостатки технологии:

  • структурные изменения материалы обуславливают частичную потерю эксплуатационных характеристик;
  • работы требуют высокой квалификации, чтобы исключить подрезы стыков и иные дефекты;
  • нельзя использовать вибрационные установки для уплотнения бетона. 

Сварочные работы для формирования фундаментов строений целесообразны при выполнении масштабных работ. В загородном частном строительстве рационально применять метод вязки арматуры.

Как вязать арматуру 

Решая вопрос, как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента или иного типа основания, необходимо понимать, что существует несколько способов. Для работ используется специальная вязальная проволока, ее диаметр варьируется в пределах от 0,8 до 1,0 мм. Для масштабных каркасов может быть использован материал больших диаметров – до 4 мм. Чаще всего используются два способа вязки:

  • Крючком. Чтобы понять, как вязать арматуру крючком, сначала нужно настроиться на длительную и кропотливую работу. Многие пытаются облегчить процесс с помощью крючков специальной конструкции, шуруповерта или специального пистолета. Оптимальный вариант должен выбрать сам мастер – под себя. У специалистов этот способ является наиболее востребованным. Чаще всего применяется вязка по диагонали, когда проволока сгибается пополам, ей перетягивается стык, петля вставляется в крючок и затягивается, крючок натягивается и прокручивается по часовой стрелке.
  • Внахлест. Перед тем, как вязать арматуру для фундамента внахлест, необходимо понимать, что вязальной проволоки вам понадобиться больше, чем при технологии вязки крючком. Но в качестве преимущества можно назвать отсутствие необходимости в специальном оборудовании и дополнительных операциях. Этот способ подходит для арматуры с периодическим профилем. Значения нахлеста должна быть равна 30 диаметрам прутков. Вязка внахлест применима для фундаментов, плит перекрытий и других элементов конструкций.

Существует расхожее мнение, что, если строение возводится на сложных грунтах, арматуру лучше не варить, а вязать. Но специалисты не так категоричны, не только в этом случае, но и во многих других. Целесообразно получить рекомендации специалиста в каждом конкретном случае.

ГОСТ на соединения

Для соединений арматуры в железобетонных конструкциях разработаны и внедрены несколько государственных стандартов:

  • ГОСТ8713-79;
  • ГОСТ10922-2012;
  • ГОСТ14771-76;
  • ГОСТ14098-2014.

В этих документах вы найдете все вопросы стандартизации соединений по размерам, типу и конструкции.

типы швов, их характеристика и оценка качества соединений


Что устанавливает ГОСТ 14098-2014, и какова сфера его применения

ГОСТ 14098-2014 «Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры» был введен в действие с июля 2015 года. Он заменил ранее действующий ГОСТ в части сварки арматуры за номером 14098-91.

Положения указанного документа распространяют свое действие:

  1. На сварные соединения стержневой арматуры.
  2. На соединения арматурной проволоки, которая имеет диаметр 3 мм и более.
  3. На соединения между арматурой и прокатом с толщиной от 4 до 30 мм.

Данные работы могут выполняться при производстве арматурных и закладных ЖБК, а также при их монтаже и возведении.

В стандарте устанавливаются типы, конструктивные особенности и размерности сварного шва. Здесь прописаны требования к выполнению работ посредством контактной и дуговой сварки.

Действие стандарта исключает сварные соединения закладных без анкеров из арматурной стали.

С полным текстом документа можно ознакомиться здесь.

Как сделать крючок для вязки арматуры своими руками

Крючок не обязательно покупать. Его легко можно сделать самостоятельно, причем, все размеры подобрать «под себя», сделать так, как вам удобно.

Подойдет толстая стальная проволока — диаметром 4 мм и больше. Например, можно использовать электрод.

На одном его конце выгните кружок. В него будет упираться ручка. Делайте именно кружок. Если просто загнуть — будет неудобно: постоянно будете цепляться рукавами. Так что постарайтесь, и хорошо выгните, чтобы край уперся в стержень.

Сам прут примерно посередине согните под углом градусов 30. Должно получиться что-то похожее на коромысло. На прут нанижете две-три шайбы, подтяните их к колечку — они будут фиксировать ручку.


Варианты самодельных крючков для араматуры

Делаете саму ручку. Вариантов несколько:

  1. Нужны две трубки. Одна чуть большего диаметра, чем ваш пруток (для 4 мм нужен внутренний диаметр 5-6 мм). Вторая — еще больше. Их длина — треть всего крючка или чуть больше. Вставляете одну в другую, и молотком заклепываете их концы.
  2. С обеих сторон трубки приварить шайбы, внутренний диаметр которых чуть больше диаметра прутка.
  3. Выточить ручку из древесины на токарном станке. Но древесину нужно брать плотную — сосна или ель не подойдут — сотрутся быстро.
  4. Использовать кусок полимерной трубы. Стопор снизу — приваренная шайба или гайка.
  5. Ваш вариант.

Готовую ручку надеваете на пруток, привариваете стопорную шайбу, чтобы ручка не скатывалась вниз.

Теперь делаем сам крючок. Затачиваете болгаркой конец прута в конус. Острым делать не нужно, чуть округлым. Потом пассатижами загибаете его крючком. Все, ваш инструмент готов. Можете приступать к работе.

С углом и длиной самого крючка нужно будет поэкспериментировать — подберете тот, который вам удобен. Кто-то считает удобным короткий, круто загнутый крюк, кому-то лучше работать с согнутым под небольшим углом, но большой длины. В общем, пробуйте. Главное условие — он не должен обрывать проволоку. Тогда соединение будет надежным.

Типы сварных соединений арматуры с краткой характеристикой и способы их сварки

При сварке арматуры применяют 4 основных типа сварных соединений:

  1. Крестообразное.
  2. Стыковое.
  3. Нахлесточное.
  4. Тавровое.

С учетом типа соединения может практиковаться один из способов сварки.

Типы соединенияСпособ сваркиОбозначение
КрестообразноеКонтактная точечнаяКт
Дуговая (ручная)Рп
Механизированная прихваткамиМп
СтыковоеКонтактная стыковаяКо
Ванная под флюсом механизированнаяМф
Ванная с одним электродом в инвентарной формеРв
Механизированная дуговая с порошковой проволокой и на стальной скобе-накладкеМп
Ванно-шовная на стальной скобеРс
Дуговая (ручная) с многослойными швами на стальной скобеРм
Дуговая (ручная/механизированная) со швами со стержневыми накладкамиРн
НахлесточноеДуговая ручная или механизированнаяРш
Контактная по 1 рельефу на пластинеКр
Контактная по 2 рельефам на пластинеКр
ТавровоеДуговая (механизированная) под флюсом без присадкиМф
Дуговая (ручная) под флюсом без присадкиРф
Дуговая (механизированная) со швами в среде СО2Мз
Дуговая (ручная) с валиковыми швамиРз

В зависимости от типа сварного соединения и способа сварки в процессе работы может использоваться различное положение стержней при сварочных работах: горизонтальное, вертикальное или любое.

При выборе подходящего типа конструкции и способы соединении арматуры стоит остановиться на том, которое сможет обеспечить наиболее высокие эксплуатационные свойства, максимальное сокращение трудозатрат.

Наиболее предпочтительными являются автоматизированные способы. При производстве арматурных сеток в заводских условиях отдается предпочтение контактной точечной и стыковой сварке, а когда делаются закладные – механизированной сварке под флюсом либо контактной рельефной сварке.

Также при монтаже арматуры следует использовать те способы сварки, которые позволяют выполнить процедуру неразрушающего контроля качества шва.

Широкой популярностью пользуется ванная состыковка арматуры, так как она применяется при достаточно большом сечении арматурных прутьев, которое достигает 10 см.

При помощи ванной состыковки, например, крепятся фланцы к металлическим трубам, соединяются арматурные столбы и каркасы и пр. Изделия, которые производятся указанным способом, отличаются высокой прочностью и надежностью.

Конструкции швов состыкованных, крестообразных, тавровых и нахлесточных соединений арматуры, их размеры до и после сварочных работ должны соответствовать требованиям ГОСТ 14098-2014. Здесь прописано, для какого класса арматуры и для какого ее диаметра подходит тот или иной способ.

Арматура по своему химическому составу должна соответствовать ГОСТ 5781-82, ГОСТ 10884-94 и другим нормативным документам.

Конструкция муфт

Муфты для соединения арматуры изготавливают из труб, имеющих небольшой диаметр, соответствующий размерам прутков. На внутренней поверхности выполняется резьба необходимого диаметра. Внешние поверхности соединения выполняют «под шестигранник», позволяющий использовать ключ.

Согласно мнению экспертов использование муфты для арматурного монтажа считается идеальной альтернативой состыковки стержней внахлест

Все соединительные муфты стандартизированы. Нормы предусматривают выполнение внутренней дюймовой резьбы с минимальным шагом. Прочностные характеристики обеспечиваются при использовании толстостенных труб, позволяющих нарезать резьбу с необходимым шагом и глубиной витков.

Предел текучести

Качество сварного стыка определяется визуальным осмотром и исследованием на макро и микро-структуру, механические свойства. Сталь имеет свой предел текучести – нагрузка, при которой начинается деформация. Контроль осуществляется разрушающим методом. Вырезают фрагмент шва с металлом, который он соединяет. Проверяют механические качества металла шва и сваренных элементов на растяжение, изгиб и другие показатели.

Прочность и предел текучести шва не должны превышать аналогичные показатели основного металла. По таблице выбирается тип электрода, соединение которого будет соответствовать требованиям по прочности и текучести.

Из исследуемого участка вырезают небольшие кубики, со сторонами по 10 мм. После шлифовки и травления кислотой на них структуру зерна и микротрещины, образованные при растяжении на предел текучести.

Сварка внахлест

Такая технология чаще всего используется для элементов армокаркаса, которые не подвергаются повышенным нагрузкам. Это означает, что подобная сварка арматуры для фундамента не подойдет. Тоже самое касается и конструкций, испытывающих большие нагрузки на изгибах. Подобный тип соединения считается самым ненадежным и наименее прочным.

Принцип такого стыкования металлических стержней заключается в соединении прутков в продольной плоскости, при смещении их концов до 30 см друг на друга. Чем больше делается нахлест, тем большей прочностью будет обладать свариваемая конструкция.

Сварка арматуры внахлест выполняется с двух сторон соединения, что может вызвать неудобства, если один из сварочных швов будет находиться сверху, а другой снизу. В этом случае до нижнего шва бывает очень сложно добраться.

Полезно! Чтобы стержни лучше стыковались их концы необходимо зачистить с помощью железной щетки и обработать абразивными инструментами, чтобы стыкуемые поверхности были плоскими.

Сваривать каркасы арматуры нужно в определенном режиме, который будет зависеть от сечения металлических стержней. Допустим, вы используете изделия диаметром 5-8 мм. В этом случае для сварки необходимо использовать электроды с сечением 3 мм. Для стержней на 8-10 мм, потребуется расходник на 4 мм. Если диаметр прутков более 10 мм, то применять нужно электроды диаметром 5 мм.

Полезно! Электроды для сварки арматуры внахлест можно использовать любые, но чаще всего строители применяют расходники АНО и МР.

Также необходимо учесть силу тока, которая потребуется для стержней разного диаметра:

  • для стержней диметром 5 мм, потребуется 200 А;
  • 6 мм – не более 250 А;
  • 8 мм – 300 А;
  • 10 мм – 350 А;
  • 20 мм – 450 А.

Подробнее о нахлесточном соединении смотрите в видео:

Аппарат точечной сварки: описание

Аппараты, применяемые при контактной точечной сварке, различны, разнообразна и их схема. К примеру, при относительно небольших объемах работ широко используются машины одно- и двухэлектродные. При необходимости сварки тяжелой арматуры, а также в целях приварки отдельных стержней применяют иные аппараты: подвесные контактные машины со сварочными клещами.

Все выпускаемые машины имеют либо односторонний подвод тока, либо двусторонний. Во втором случае ток подводится к нижнему и верхнему стержням.

Когда же подвод тока односторонний, то осуществляется это от вторичного витка трансформатора (снизу). Аппараты с односторонним подводом характеризуются меньшей длиной протекания, что оказывает существенное воздействие на сопротивление (в сторону его снижения). В результате наблюдается повышение производительности за счет появления возможности одновременной сварки нескольких пересечений.

Все сварочные аппараты для одно- и многоточечной контактной сварки разделяются на стационарные и подвесные. При этом подвесные еще бывают со встроенным трансформатором либо выносным.

Относительно невысокой производительностью и малым вылетом хобота электродержателя характеризуются одноточечные стационарные аппараты, оснащенные гидравлическим приводом, и некоторые подвесные, имеющие пневмопривод (типа МТП-75 и МТПП-75 соответственно). Подобные аппараты применяются в целях выполнения работ небольшого объема.

Одноточечные подвесные машины, имеющие номинальную мощность до 75 кВт, позволяют осуществлять соединение арматуры, где меньший стержень будет иметь минимальный диаметр до 16 мм. Аналогичные стационарные аппараты позволяют сваривать стержни с диаметром до 22 мм.

При необходимости сварки арматуры большего диаметра применяются иные аппараты, обладающие значительно большей мощностью. Также прибегают к многоточечной контактной сварке.

Какова схема сварочного аппарата?

Для начала ознакомимся с одноточечной стационарной машиной. Итак, такая установка состоит из следующих элементов:

  • Корпус;
  • Пневмопривод;
  • Система подвода тока;
  • Система охлаждения.

Схема предполагает, что корпус вмещает в себя трансформатор, контактор, переключатель ступеней и панель зажимов.

Сжатый воздух в пневмоцилиндре обеспечивает вертикальное перемещение верхнего электрода, а также сжатие свариваемых стержней. Охлаждение производится при помощи воды.

Разумеется, схема иных аппаратов выглядит несколько иначе. Необходимо также отметить, что допустима и самостоятельная сборка и установка аппарата для контактной точечной сварки арматуры. Различных вариантов довольно много, но, как правило, в основе лежит определенная схема контактной точечной сварки, требующая минимально возможного количества деталей. Впрочем, любая подобная схема позволит собрать относительно маломощный аппарат для сварки арматуры.

Технология сварки

Поскольку точечная сварка арматуры представляет собой разновидность контактной сварки, то в основу процесса положен небезызвестный закон Джоуля-Ленца, в соответствии с которым происходит тепловое воздействие электрического тока, а также принцип усилия сжатия свариваемых деталей.


Практически ювелирная работа, медными электродами

Более подробно технология выглядит так. В ходе одно- либо многоточечной контактной сварки арматуры ток от одного электрода проходит к другому непосредственно через металл. К слову, сами электроды, применяемые при контактной точечной сварке, производятся из сплавов, обладающих высокой электропроводностью. Это позволяет обеспечить в связи «электрод-деталь» наименьшее сопротивление. В результате в связи «деталь-деталь» — наибольшее нагревание, поскольку там как раз и оказывается максимальное сопротивление.

Точечная сварка арматуры

Она осуществляется в одном из двух режимов: мягком и жестком. Первая технология отличается тем, что:

  • Времени для сварки требуется больше;
  • Заготовки нагреваются плавно;
  • Плотность тока непосредственно на рабочей поверхности электрода не превышает, как правило, 100 А/мм2;
  • Сам ток протекает за 0,5-3 с.

Плюсами, которыми характеризуется эта технология, являются:

  • Меньшее количество потребляемой мощности;
  • Меньшие сетевые нагрузки;
  • Необходимость в аппаратах меньшей мощности и, соответственно, меньшей стоимости;
  • Наконец, необходимо отметить и такое преимущество, как уменьшение закалки сварочной зоны.

Второй режим – жесткий – характеризуется иными особенностями:

  • Продолжительность сварки здесь меньше;
  • Показатели силы тока выше, они достигают 120-300 А/мм2;
  • Ток при жестком режиме протекает за 0,1-1,5 с.

Основным преимуществом, которым обладает подобная технология сварки арматуры, является общее уменьшение времени, затрачиваемого на соединение, и значительное повышение производительности.

Впрочем, отмечаются и некоторые недостатки, в частности: повышенная мощность, которая потребляется при работе, серьезные сетевые нагрузки.

Стандартные сварные соединения в трубопроводных системах

При установке стальных трубопроводов для воды или других жидкостей, таких как как газ или отходы, существует несколько распространенных типов сварных соединений. Это может варьироваться в зависимости от диаметра участков трубы, углов или сдвигов направления трубы. Стыковые соединения, угловые соединения и фланцевые соединения – вот некоторые из них. сварочные работы. Читайте дальше, чтобы узнать больше об этих суставах и когда их использовать. их.

Стыковые соединения

Стыковые соединения соединяют две части вместе встык.Это может быть сделано с двумя частями одной трубы или добавить клапаны, фланцы, фитинги, или другое оборудование. Если свариваемые материалы толще трех шестнадцатых дюйма, вы можете использовать простой или сложный фацет. В трубах большего диаметра стыковые соединения нужно будет запломбировать как изнутри, так и снаружи.

Вы должны выполнить испытания после завершения сварки на каждом соединение. Визуально осмотрите сварные швы и найдите начальные и конечные дефекты, трещины или поднутрения.

Другие испытания, проводимые после сварки стыкового соединения, могут быть либо магнитными. тест частиц (MT) или ультразвуковой тест (UT).Вы можете выполнить ультразвуковое проверьте, как только сварной шов остынет. UT-тест нужно проводить только на одном сторона сустава, внутри или снаружи.

После того, как стыки пройдут осмотр, установите защитный термоусадочная муфта или пеленка для защиты стыка от коррозии, если трубы будут под землей.

Угловые соединения

Угловые сварные соединения широко используются при монтаже трубопроводов. Соединения внахлестку, тройники и угловые соединения – это все типы угловых соединений.

  • Круг стык – это место, где две части трубы перекрываются, потому что диаметр одной трубы меньше другого.
  • Тройник шарнир создает форму T когда соединены две трубы или труба крепится к опорной плите.
  • Уголок суставы образуют L при соединении двух металлических частей. Если три ответвления трубы стыкуются, это называется косым стыком.

В угловых соединениях используется одинарное или двойное угловое соединение.С одинарный галтель, соединение герметично снаружи, когда две трубы полностью сидя. Двойной галтель герметизирует соединение как внутри, так и снаружи, где трубы встретиться.

Визуально проверьте одинарные угловые соединения на предмет завершения и любых неисправности. Вам также следует выполнить тест MT. Если вы используете двойное филе, в В дополнение к визуальным испытаниям и испытаниям МП используйте испытание воздухом под давлением 40 фунтов на квадратный дюйм в кармане. создается двумя сварными швами. Испытания в вакуумной камере – еще один вариант на перекрывающихся области.

Используйте термоусадочные рукава или подгузники со строительным раствором для защиты филе. стыки, которые будут находиться под землей или подвергаться воздействию элементов.

Фланцевые соединения

Фланцевые соединения или кромочная сварка происходят там, где клапан или установлен люк. При установке клапана вы добавляете прокладку между и затяните болты по диагонали с равномерным крутящим моментом.

Также следует нанести тонкий слой краски под гайку и шайбу, чтобы вода не стала причиной коррозии. Проверить болты через двадцать четыре часа для постоянной затяжки.

Как и в случае с другими сварными соединениями, необходимо произвести визуальный осмотр. часть процесса после завершения сварки.После того, как сварной шов пройдет осмотр, термоусадочная муфта или антикоррозионная лента могут защитить сварной шов.

Вне зависимости от того, проложена ли ваша труба внутри или снаружи, большая или маленькие, пусть наши специалисты-сварщики на 3-Б Сварка, ООО, Вам в помощь. Мы нанимаем только опытных сварщиков, которые могут вам помочь выполняйте свою работу вовремя и в рамках бюджета. Итак, если вы хотите обеспечить качественный сварочный проект, позвоните в нашу компанию. Мы с нетерпением ждем работать с вами.

Сварочный процесс: термосварка внахлест

В этом посте мы остановимся на различных методах термофузионной сварки посредством процесса термофузии с перекрытием для уменьшенной конструкции Tes.

Этот метод используется для соединения внешней поверхности трубы с основанием соединения или отводом (седло) через нагревательный элемент. Это обеспечивает необходимую прочность для того, чтобы сварка производилась до тех пор, пока не пройдет время охлаждения деталей.

1. Установите машину для нанесения, следуя инструкциям производителя. Выпрямите трубу настолько, насколько сможете. и поместите вокруг нее холодные кольца.Наконец, поддерживает трубу сразу за зоной плавления (чтобы она могла противостоять силе нагревательного элемента).

2. Очистите поверхности и соединения и удалите глянцевую текстуру трубы с помощью крупнозернистой наждачной бумаги. Устраните отходы, которые могли возникнуть на этом этапе.

3. Установите седло и присоедините его к трубе, убедившись, что кривизна достаточна. Установите нагревательный элемент на максимальную температуру плавления.

4. Поместите нагревательный элемент между седлом и трубой и подайте давление.

5. Как только будет достигнута необходимая температура (и убедившись, что в сварном шве нет холодных точек) осторожно снимите нагревательный элемент, чтобы он не ударил по расплавленным поверхностям.

6. Быстро соедините поверхности , приложив соответствующее давление, чтобы седловой фланец (или соединительное основание) достиг плавления и сохранял такое давление.

7. Дайте стыку остыть в течение получаса или , пока не закончится время охлаждения материала, который вы используете.

В Aristegui Maquinaria у нас есть сварочный аппарат для термофузионной сварки первых торговых марок в каталоге , а также специальные фитинги. Если вам интересно, вы можете спросить здесь https://aristegui.info/en/blog/category/fittings-construction-workshop/butt-welding-reduced-t-constructions/

У вас есть сомнения относительно процесса производства нашей продукции? Оставляйте вопрос в комментариях.

Вы также можете подписаться на нас в Twitter и присылать нам свои вопросы в упоминании или в личном сообщении.

Посетите наш веб-сайт, чтобы получить дополнительную информацию об Aristegui Maquinaria, компании, специализирующейся на поставках машин для сварки пластмасс и экспертах в различных типах сварки пластмасс (гидроизоляция, сварка полиэтилена, машина для сварки полипропилена, машины для термофузии, сварка горячим воздухом, сварка ПВХ, парусная одежда сварка и др.)

https://aristegui.info/en/blog/

Каковы последствия сварки по сравнению с существующими сварными швами?

Следует помнить, что сварка поверх металла шва на самом деле является очень распространенным явлением.Ведь многопроходные сварные швы производятся сваркой по металлу шва! Также существует множество общепринятых процедур, при которых сварные швы накладываются друг на друга. Окружные сварные швы трубопровода пересекают продольные швы, и сопла сосудов высокого давления не всегда могут быть добавлены в областях, свободных от заводских стыковых швов. Соединения с разъемными тройниками также потребуют сварных швов, соприкасающихся с исходными сварными швами трубопровода.

Несмотря на то, что сварные швы на сварных швах являются обычным явлением, тем не менее, есть некоторые потенциальные проблемы. Особое значение имеют любые различия между процедурами сварки двух перекрывающихся сварных швов.Если тепловложение различно, например, когда многопроходный кольцевой сварной шов перекрывает однопроходный шов, скорость охлаждения металла сварного шва в обоих случаях будет разной. Таким образом, металл сварного шва, который был разработан для обеспечения удовлетворительных свойств (в данном случае) при низкой скорости охлаждения, может не работать так хорошо в ЗТВ более быстрого охлаждения кольцевого сварного шва. Еще один фактор, который следует учитывать, – это изменение состава двух сварных швов. Например, легирование, которое может потребоваться для получения удовлетворительных свойств в сварном шве с высоким тепловложением, может привести к плохой микроструктуре и / или чрезмерной твердости при введении в сварной шов с низким тепловложением путем разбавления.

Еще одна проблема, с которой следует остерегаться, – это контроль водорода. Металл высокопрочного сварного шва может быть не в состоянии переносить водород, вводимый при сварке поверх него с высоким содержанием водорода.

Помимо металлургических факторов, следует иметь в виду, что существующий сварной шов с большей вероятностью, чем основной материал, будет содержать дефекты, такие как производственные дефекты или трещины в результате эксплуатации. Дефекты, которые приварены, а не расплавлены, могут подвергаться локально усиленному охрупчиванию из-за деформационного старения из-за статического или динамического деформационного старения в области концентрированной деформации на вершине дефекта, в результате чего плоский дефект с его вершиной остается в области с низкой вязкостью (90-150 Дауэса MG ).Поэтому важно осмотреть ремонтируемую область заранее (а также после), используя соответствующие методы неразрушающего контроля (см. Дополнительная информация ниже). Это особенно важно при ремонте; однако во многих случаях сварные швы новых конструкций также обычно проверяются перед чрезмерной сваркой.

Дополнительная информация

Часто задаваемые вопросы: Стандарты, обычно используемые в соединительной промышленности Великобритании: качество и неразрушающий контроль

Номер ссылки

Dawes, M G; Фрэнсис-Скраттон, Н .: «Локально усиленное деформационное старение C- и C: Mn-сталей и металлов сварных швов».OMAE-95 V.3, ASME (1995) стр. 471-477.

Сварная внахлест многослойная труба_ многослойная труба | латунные фитинги | труба | Shandong Efield Piping System Co., Ltd

Описание:

Описание:

Информация

HDPE-AL-HDPE Труба для холодной воды (сварная внахлест)

Тип (A)

HDPE-AL-HDPE

Спецификация

1014

1216

1418

1620

2025

2026

2632

Толщина стенки (мм)

2.0

2,0

2,0

2,0

2,5

3,0

3,0

Спецификация упаковки (М)

100
200

100
200

100

100

50

50

50

Максимальная рабочая температура (℃)

60

60

60

60

60

60

60

Максимальное рабочее давление при 60 ℃ (бар)

10

10

10

10

10

10

10

PEX-AL-PEX Труба для горячей воды / отопления (сварная внахлест)

Тип (H-A)

(PE) PEXb-AL-PEXb

Спецификация

1014

1216

1418

1620

2025

2026

2632

Толщина стенки (мм)

2.0

2,0

2,0

2,0

2,5

3,0

3,0

Спецификация упаковки (М)

100
200

100
200

100

100

50

50

50

Максимальная рабочая температура (℃)

95

95

95

95

95

95

95

Максимальное рабочее давление при 95 ℃ (бар)

10

10

10

10

10

10

10


HDPE-AL-HDPE Газовая труба (сварная внахлест)

Тип (G-A)

ГАЗОПРОВОД

HDPE-AL-HDPE

Спецификация

1014

1216

1418

1620

2025

2026

2632

Толщина стенки (мм)

2.0

2,0

2,0

2,0

2,5

3,0

3,0

Спецификация упаковки (М)

100
200

100
200

100

100

50

50

50

Максимальная рабочая температура (℃)

40

40

40

40

40

40

40

Максимальное рабочее давление при 40 ℃ (бар)

0.4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

Свойства многослойных труб внахлест

Спецификация

Мин. Прочность кольца трубы (Н), ≥

Минимальное давление разрыва (МПа)

Рабочая температура (℃)

Рабочее давление
(Mpa)

(дюйм)

(мм)

3/8

1014

2300

7.0

труба холодной воды

труба горячей воды

газовая труба

труба холодной / горячей воды

газовая труба

1/2

1216

2300

6.0

-40 ~ 60

-40 ~ 95

-20 ~ 40

1.0

0,4

9/16

1418

2300

6.0

5/8

1620

2500

5,0

3/4

2025

2500

4.0

1

2632

2650

4,0

Теплопроводность

0.45 Вт (м.К)

коэффициент тепла

2,5 × 10-5 м (m.k)

Мин. Радиус изгиба

5x OD

Отсканируйте QR-код, чтобы прочитать его на своем телефоне

Сварное соединение – обзор

12.7 Структурный анализ стелларатора

Мы начнем с того, что отметим, что структурный анализ токамаков и стеллараторов концептуально, логически и алгоритмически схож. Это заставляет нас еще больше сосредоточиться на конкретных вопросах, связанных в основном с опытом проектирования стеллараторов W7-X.

Многие характеристики, необходимые для расчетов прочности и жесткости, приведены приблизительно. Поэтому параметрический анализ широко используется при проектировании MFR, особенно его нелинейных несущих и опорных конструкций.Коэффициенты безопасности для номинальных, ожидаемых и экстремальных индивидуальных параметров выбираются на основе опыта работы с аналогичными конструкциями, а также всестороннего анализа неопределенностей. В конструкции W7-X эти коэффициенты безопасности были приняты равными 1,2, 1,1 и 1,0 соответственно. Такой выбор позволил учесть изменчивость конструктивных и функциональных свойств материалов, коэффициентов трения, степени затяжки зазоров между элементами крепления, смещения деталей друг относительно друга и т. Д.

Как и в случае с токамаками, пондеромоторные силы в стеллараторах вызывают распределенные нагрузки, действующие на катушки. Тороидально направленные силы стремятся сплющить катушки и переворачивать их вокруг радиальной оси. Эти силы воспринимаются стальными корпусами катушек, центральной несущей конструкцией и опорами между катушками.

Для стеллараторов проблема магнитоупругой устойчивости не является критической, в отличие от токамаков, поскольку на стеллараторы действуют гораздо более слабые пондеромоторные силы, а их трехмерные катушки не подвержены потенциально дестабилизирующим деформациям.Хотя пондеромоторные силы играют доминирующую роль в развитии напряженного состояния, другие составляющие напряжения, такие как вес и давление охлаждающей жидкости, учитываются в конструкции. Эти факторы имеют фундаментальное значение для анализа прочности на этапах сборки и испытаний машины. В стеллараторах распределенные механические нагрузки меньше, чем в токамаках, при той же величине магнитного поля вдоль оси плазменного столба за счет большего количества катушек и, как следствие, меньших поперечных сечений обмоток и токов катушек.

Анализу прочности и жесткости MS должна предшествовать физико-механическая «гомогенизация» обмотки, необходимая для определения их ортотропных «эффективных» свойств. Отличительной особенностью стелларатора является то, что области наибольшей интенсивности напряжений / деформации в обмотках расположены на границе раздела «усредненного» материала и внешней изоляции корпуса катушки. Поэтому при моделировании стеллараторного МС используется субмоделирование вместо стандартного подхода «обратного прохода», распространенного в конструкции токамака.Смещения, определенные при анализе глобальной модели, используются в качестве граничных условий для уточненной подмодели в интересующей области.

Для математического моделирования МС удобно выделить регулярную часть конструкции. В стеллараторах обычная часть является либо 72-градусной (в машинах, основанных на конфигурации Helias с пятью периодами поля, таких как W7-AS и W7-X), либо 90-градусной (в четырехпериодной машине, такой как TJ- II и HSX) азимутальный сектор, содержащий от 8 до 12 витков.

Конструкция сверхпроводящего МС должна учитывать ухудшение физических и механических свойств материалов при криогенных температурах. Важную проблему представляет явление «прерывистой пластификации», которое прогрессирует в зависимости от скорости нагружения [12]. Из-за потенциальной потери производительности из-за этого эффекта пластические деформации не допускаются конструктивными стандартами для многих типов криогенного оборудования.

Анализ механической прочности конструкционных элементов стелларатора W7-X MS, нагруженных в упруго-пластическом диапазоне, основывался на следующем постулате: эти элементы соответствуют заданному критерию статической прочности даже при локальных пластических деформациях на некоторых участках больше, чем 1%, если их гипотетически заменить конструкционными материалами, характеристики которых задаются только при комнатной температуре, несущая способность которых достаточна согласно упругопластическим расчетам.Единственным исключением являются криогенные трубопроводы, для которых допустимая деформация выбирается с учетом криогенной защиты материала.

На вакуумную камеру стелларатора действует меньший диапазон пондеромоторных сил по сравнению с ВВ токамака. Нарастание и разрядка тока катушки в стеллараторе происходит медленнее, чем в токамаке. Обрыв тока и переход проводников катушки из сверхпроводящего в резистивное состояние маловероятны. Гало-токи и вертикальные смещения плазмы незначительны.Основными источниками пондеромоторных сил, которые необходимо учитывать при анализе конструкции и долговечности ВВ и компонентов внутри корпуса, являются вихревые токи, индуцируемые во время разрядки тока катушки, изменения плазменного бутстрепа и диамагнитного тока, а также ток, текущий из ВВ. к электропроводящим компонентам в емкости.

Нормы расчета прочности и жесткости стеллараторов еще не определены. Вот почему процесс проектирования W7-X регулировался руководящими принципами проектирования ИТЭР.Последние предназначены для гораздо более тяжелых условий эксплуатации, например, для увеличения количества рабочих циклов в десятки раз, и были несколько модифицированы (смягчены) для W7-X. Такое послабление стандартов проектирования не может распространяться на стеллараторы на основе топливного цикла DT. Исключение также распространяется на сварочные процессы W7-X и испытания сварных соединений. Смягченные стандарты проектирования W7-X допускают следующее:

Пластификация конструкционных материалов MS – в той степени, в которой желаемая несущая способность конструкции подтверждается расчетами, учитывающими низкотемпературную деградацию материалов.

Контролируемое разрушение – в той степени, в которой количественный анализ роста трещины указывает на более чем 10-кратный запас по критическому количеству циклов нагружения.

Локальное отслоение изоляции обмотки – до такой степени, что численный анализ не выявляет никакого распространения потери прочности. Износ изоляции вблизи области отслоения из-за микродислокаций соседних слоев изоляции относительно друг друга практически маловероятен из-за небольшого количества рабочих циклов.

Локальный пластический поток в конструктивных элементах MS, так как он позволяет повысить допустимый уровень деформации.

Кроме того, критерии прочности сварных соединений для W7-X менее требовательны. Как известно, качество сварки измеряется коэффициентом прочности соединения, то есть отношением сварного соединения к показателям прочности основного металла. Коэффициент прочности соединения установлен как один из нормативов проектирования. В проекте W7-X указано следующее:

Каждое сварное соединение рассматривалось как несущий конструкционный элемент с коэффициентом прочности 0.85. Для проведения необходимых оценок использовалось упруго-пластическое приближение.

Сварные конструкции имеют двухуровневую систему управления избыточным давлением, предотвращающую повышение давления выше 1,2 атм. В нормативном контексте это позволяет рассматривать конструкцию как ВВ с «ослабленными» требованиями к прочности сварных соединений.

Критерии и соотношения ИТЭР использовались для оценки сопротивления соединений циклическим напряжениям.

В математических моделях сварных соединений длиннее 5 мм радиус кривизны шва принимался равным 2 мм. Для более коротких соединений радиус кривизны был прямо пропорционален длине соединения.

«Ослабленные» стандарты и адекватность этих исключений подтверждены в ходе многочисленных тестов и сравнений между теоретическими и экспериментальными данными.

В любом случае высшая квалификация сварщика является одним из важнейших «стандартов проектирования» для любого MFR.

Настройка и определение параметров для орбитальной сварки труб

Как действовать при отсутствии спецификаций

Бернард Маннион и Джек Хайнцман III

Орбитальная сварка была впервые использована в авиакосмической промышленности в 1960-х годах.К началу 1980-х годов это стало практичным во многих отраслях, когда были разработаны комбинированные системы питания / управления, работающие от 110 вольт переменного тока и физически достаточно малы, чтобы их можно было носить с собой на стройплощадке для выполнения нескольких сварных швов на месте.

В настоящее время типичные отрасли, использующие орбитальную сварку, включают аэрокосмическую; продукты питания, молочные продукты и напитки; ядерный; оффшор; фармацевтическая; и полупроводник.Другие области применения включают трубопроводы котла, трубную арматуру, клапаны и регуляторы.

Современные системы орбитальной сварки предлагают компьютерное управление, в котором хранятся различные параметры сварки, которые могут быть вызваны как нужный. Фактически, навыки сертифицированного сварщика встроены в систему, что позволяет ей производить стабильные сварные швы и оставляя меньше места для ошибок или дефектов.

Рис. 1 Стандартные закрытые головки для орбитальной сварки могут использоваться для сварки труб размером до 6 дюймов и толщиной стенки до 0,154 дюйма.

В процессе орбитальной сварки трубы и трубы зажимаются на месте, а головка для орбитальной сварки вращает электрод и электрические дуга вокруг сварного шва для выполнения сварного шва (см. , рисунок 1, ).Система орбитальной сварки состоит из этой сварочной головки и источника питания.

Головки для орбитальной сварки

бывают закрытого и открытого типа и обеспечивают камеру с инертной атмосферой, которая окружает сварное соединение. Стандартные закрытые головки для орбитальной сварки практичны для сварки труб размером от 1/16 до 6 дюймов (от 1,6 до 162 мм) с толщина стенок до 0.154 дюйма (3,9 мм). Большие диаметры и толщины стенок подходят для открытого типа. сварочные головки.

Система электропитания / управления подает и контролирует параметры сварки в соответствии с созданной специальной программой сварки. или вспомнил по памяти. Источник питания обеспечивает параметры управления, ток дуговой сварки и мощность привода. двигатель в сварочной головке, и он при необходимости включает и выключает защитные газы.

Для орбитальной сварки во многих областях применения с высокой точностью или высокой степенью чистоты, основной материал, диаметр трубы, сварное соединение и сборка деталей требования, тип и чистота защитного газа, длина дуги, материал вольфрамового электрода, геометрия наконечника электрода и шлифовка электрода состояние поверхности может быть уже записано в спецификации, относящейся к применению.

Каждый поставщик оборудования для орбитальной сварки немного отличается в рекомендованных методах и процедурах сварки. Где возможно, Следует соблюдать рекомендации поставщика, особенно в областях, связанных с гарантиями.

В этой статье представлены рекомендации для приложений, не имеющих спецификаций и для которых инженер-сварщик должен создать настройку сварки и определите параметры сварки.

Физика процесса GTAW

Орбитальная сварка использует процесс газовой вольфрамовой дуговой сварки (GTAW) в качестве источника электрической дуги, плавящей основной материал. и формирует сварной шов. В процессе GTAW между вольфрамовым электродом и свариваемой деталью возникает электрическая дуга.

Для зажигания дуги используется сигнал высокого напряжения (обычно от 3,5 до 7 киловольт) для нарушения (ионизации) изоляционных свойств. защитного газа и сделать его электропроводящим, чтобы пропускать небольшое количество тока. Конденсатор сбрасывает ток в этот электрический путь, что снижает напряжение дуги до уровня, при котором источник питания может подавать ток для дуга.

Источник питания реагирует на запрос и обеспечивает сварочный ток для поддержания дуги. Свариваемый металл плавится сильным жаром дуги и плавится вместе.

Свариваемость материалов

Выбранный материал зависит от области применения и среды, в которой должна выдержать труба.Механический, тепловой, Требования к стабильности и устойчивости к коррозии определяют выбранный материал. Для сложных приложений, необходим значительный объем испытаний, чтобы гарантировать долгосрочную пригодность выбранного материала из функциональных возможностей. и с точки зрения стоимости.

В целом, наиболее часто используемые нержавеющие стали серии 300 обладают высокой степенью свариваемости, за исключением 303 / 303SE, которые содержат добавки для облегчения обработки.Нержавеющие стали серии 400 часто поддаются сварке, но может потребоваться послесварочная сварка. лечение.

Необходимо учитывать возможные различия в температуре материала. Каждый номер партии плавки будет иметь незначительные различия в концентрации. легирования и микроэлементов. Эти микроэлементы могут изменять проводимость и характеристики плавления всего материал.Когда производится изменение количества плавок, для новой плавки должен быть изготовлен тестовый образец сварного шва. Изменения силы тока могут требуется вернуть сварному шву исходный профиль.

Некоторые элементы материала должны выдерживаться с жесткими допусками. Незначительные отклонения в таких элементах, как сера, могут изменить поток жидкости в сварочной ванне, полностью меняющий профиль сварного шва и потенциально вызывающий блуждание дуги (см. , рис. 2, ).

Рис. 2 Незначительные изменения содержания серы могут изменить характеристики текучести сварочной ванны.

Фитинг сварного соединения

Подгонка сварного шва зависит от требований спецификации сварного шва в отношении прямолинейности трубы, вогнутости сварного шва, армирования и сквозной.Если спецификации не существует, расплавленный материал должен течь и компенсировать несоответствие трубок и любой зазор в сварной шов.

Толщина стенки должна быть повторяемой на сварном шве от детали к детали. Различия в диаметре или овальности трубы вызывают несоответствие сварных соединений и отклонения дугового зазора от одной сварочной установки к другой. Кроме того, концы труб должны быть квадратными. и плоский, и внутренний диаметр (ID), и внешний диаметр (OD) не должны иметь заусенцев и фаски.В целом В отношении несоответствий и пробелов применяются следующие правила:

1. Любой зазор должен составлять менее 5 процентов толщины стенки. Возможна орбитальная сварка с зазором 10 процентов от толщины стенки или больше, но страдает качество сварного шва, и воспроизводимость становится сложной задачей.

2.Колебания толщины стенки в зоне сварного шва должны составлять ± 5% от номинальной толщины стенки. Опять же законы физики могут иногда допускают сварку с несоответствием до 25 процентов толщины стенки, но качество и повторяемость сварки ухудшаются.

3. Несоответствие центровки (высокое-низкое) можно избежать, используя технические стойки и зажимы для совмещения двух свариваемых труб.Эта система также устраняет необходимость в механическом выравнивании трубок орбитальной сварочной головки.

Защитные газы

Инертный газ необходим на внешнем и внутреннем диаметре трубы во время сварки, чтобы предотвратить соединение расплавленного материала с кислородом. в окружающей атмосфере.Задачей сварщика должно быть создание сварного шва с нулевым тепловым оттенком в зоне сварного шва.

Аргон – наиболее часто используемый защитный газ (для OD) и продувочный газ (для ID). Гелий часто используется для сварки меди. материал. Смешанные газы, такие как 98 процентов аргона / 2 процента водорода, 95 процентов аргона / 5 процентов водорода, 90 процентов аргона / 10 процентов водорода, 75 процентов гелия / 25 процентов аргона часто используются для создания оптимального баланса зажигания дуги, стабильности дуги, чистота окончательного сварного шва, текучесть расплавленной ванны и проплавление шва.

Смеси 95 процентов аргона / 5 процентов водорода несовместимы с углеродистыми сталями и некоторыми экзотическими сплавами и могут вызывать образование водорода. охрупчивание сварного шва. Чтобы упростить задачу и снизить стоимость защитного газа, часто используется 100-процентный аргон.

Чистота газа зависит от области применения.Для ситуаций с высокой степенью чистоты, в которых первостепенное значение имеет микрозагрязнение, таких как полупроводники и фармацевтика, защитный и продувочный газы должны минимизировать тепловой оттенок, который в противном случае быть нежелательным. В этих приложениях используется газ сверхвысокой чистоты или газ с локальным очистителем. Для некритических приложений промышленный газ аргон может быть приемлемым.

Вольфрамовые электроды

Вольфрамовый сварочный электрод – источник сварочной дуги – один из важнейших элементов сварочной системы. это обычно игнорируется пользователями сварочных систем.Пока никто не станет опровергать важность устройства зажигания на автомобиле. воздушная подушка, разрывной шнур для парашюта или качественные автомобильные шины, важность вольфрамовых электродов для качества сварка часто упускается из виду.

Цель выбора параметров вольфрама – сбалансировать преимущества чистого зажигания дуги с уменьшенным дрейфом дуги. с хорошим проплавлением и удовлетворительным сроком службы электрода.

Электродные материалы. В течение некоторого времени производители вольфрама добавили оксид в чистый вольфрам для улучшения характеристик зажигания дуги. и долговечность электродов из чистого вольфрама. В индустрии орбитальной сварки наиболее часто используемые электродные материалы: 2 процента торированного вольфрама и 2 процента церированного вольфрама.Хотя у обоих типов есть свои преимущества и недостатки, они Всегда лучше следовать советам производителя орбитальной сварки.

Геометрия наконечника электрода. Учитывая постоянно растущие требования к качеству окончательного сварного шва, все больше компаний ищут способы гарантировать, что качество их сварки на высоте. Форма и качество наконечника вольфрамового электрода наконец признаны жизненно важными переменные процесса.

Сварщики должны в первую очередь следовать инструкциям и размерам, предлагаемым поставщиками оборудования, потому что они обычно выполняли значительный объем работ по квалификации и поиску и устранению неисправностей для оптимизации подготовки электродов для их оборудования. Тем не мение, когда эти спецификации не существуют или сварщик или инженер хотели бы изменить эти настройки для возможного улучшения и Оптимизируйте сварку, соблюдайте следующие рекомендации:

1.Конус электрода. Обычно выражается в градусах включенного угла (обычно от 14 до 60 градусов). Рисунок 3 иллюстрирует эти характеристики как острого, так и тупого конуса. Рисунок 4 демонстрирует, как выбор конуса влияет на размер сварного шва и величину проплавления, показывая типичное представление. формы дуги и результирующего профиля сварного шва для различных конусов.

Более острый электрод Тупой электрод
Легкое зажигание дуги Обычно сложнее заводить
Обрабатывает меньшую силу тока Обеспечивает большую силу тока
Более широкая форма дуги Более узкая дуга
Хорошая стабильность дуги Больше шансов блуждания по дуге
Меньшее проплавление шва Больше проплавления
Меньший срок службы электрода Увеличенный срок службы электрода
Рис. 3 В этой таблице сравниваются характеристики как более острых, так и более тупых электродов.
Рис. 4 На этом чертеже показаны типичные изображения формы дуги и результирующего профиля сварного шва для различных конусов электродов.

2.Диаметр наконечника электрода. Для определенных применений иногда требуется шлифовка электрода до точки, особенно если зажигание дуги затруднено. или выполняются непродолжительные сварные швы на мелких деталях. Однако в большинстве случаев сварщик должен оставлять плоское пятно или диаметр наконечника. на конце электрода. Это уменьшает эрозию в тонкой части острия и снижает вероятность падения острия. в сварной шов. Большой и малый диаметры наконечника предлагают компромиссы, показанные на Рис. 5 .

Меньший наконечник Большой наконечник
Легкое зажигание дуги Обычно сложнее заводить
Хорошая стабильность дуги Больше шансов блуждания по дуге
Меньшее проплавление шва Больше проплавления
Меньший срок службы электрода Увеличенный срок службы электрода
Рис. 5 В зависимости от сварочного процесса могут потребоваться насадки разных размеров.

Электродные шлифовальные машины. Для обеспечения качества и однородности наконечника электрода можно использовать специализированный шлифовальный станок для электродов.

Кроме того, специальный шлифовальный станок для электродов гарантирует, что сварочные электроды не будут загрязнены остатками. или материал, оставшийся на стандартном шлифовальном круге.

Рисунок 6 Использование предварительно заземленных электродов гарантирует, что качество материала электродов, геометрия наконечника и входная поверхность заземляющего электрода чтобы процесс сварки был постоянным.

Электроды предварительного заземления. Поскольку каждый оператор, шлифующий электроды, немного отличается от других, что приводит к разным результатам, некоторые производители приобретите предварительно заземленные электроды (см. Рисунок 6 ). Эта опция помогает гарантировать, что качество материала электрода, геометрия наконечника и поверхность заземляющего электрода будут входить в система сварки постоянна. Диаграммы электродов или поставщики электродов могут предоставить диаметр электрода и геометрию наконечника, которые наиболее подходят для конкретных сварочных работ.Использование шлифовального станка для электродов или предварительно заземленных электродов (предпочтительно):

1. Улучшает зажигание дуги, увеличивает стабильность дуги и делает проплавление более стабильным.

2. Увеличивает срок службы электрода до износа или загрязнения электрода.

3.Уменьшает осыпание вольфрама, что сводит к минимуму возможность включения вольфрама в сварной шов.

Разработка параметров сварки

Многие поставщики сварочного оборудования предлагают серию предварительно рассчитанных программ сварки для труб различного диаметра, толщины стенок и т.д. и материалы. Сварщики всегда должны в первую очередь следовать рекомендациям поставщика оборудования.Однако это невозможно чтобы у поставщиков оборудования были сварочные процедуры для каждого сварочного процесса, и всегда найдется компромисс в зависимости от максимально возможной скорости сварки по сравнению с качеством и повторяемостью сварки.

Учитывая постоянно растущие требования к качеству окончательного сварного шва, все больше компаний ищут способы гарантировать, что качество их сварки на высоте.

Когда спецификации параметров сварки не существуют или сварщики или инженеры хотели бы изменить эти настройки, возможно, для улучшения При сварке необходимо соблюдать следующие правила для изменения параметров сварки для достижения желаемого результата. Примечание что эти правила являются общими рекомендациями и не применимы ко всем возможным сварочным применениям и сочетаниям параметров.Некоторые Отраслевые стандарты были разработаны в качестве отправных точек, но окончательные параметры сварки определяют эксперименты и опыт.

Длина дуги. Настройка дугового зазора зависит от сварочного тока, стабильности дуги и концентричности / овальности трубы. Цель сварки Инженер должен держать электрод на постоянном расстоянии от поверхности трубки с достаточным зазором, чтобы избежать зазора.

Сварщик должен попробовать использовать базовый зазор дуги 0,010 дюйма и добавить к этому половину требуемого проплавления (обычно толщины стенки трубы), выражается в тысячных долях дюйма. Таким образом, если длина стенки трубки составляет 0,030 дюйма, хороший начальный зазор дуги будет 0,010 дюйма + 0,015 дюйма. дюйм = 0,025 дюйма. Для требований к толщине стенки / проникновению 0,154 дюйма зазор дуги будет 0,010 дюйма + 0,070 дюйма. = 0.080 дюймов.

Скорость сварки. Скорость сварки зависит от расхода материала и толщины стенки. Цель состоит в том, чтобы сваривать как можно быстрее. при этом все еще давая качественный результат.

В качестве отправной точки для орбитальной сварки поверхностная скорость вольфрама должна составлять от 4 до 10 дюймов в минуту (IPM) с более высокой скоростью. скорости сварки, используемые для материалов с более тонкими стенками, и более низкие скорости сварки, используемые для материалов с большой толщиной.Хорошее начало скорость 5 IPM.

Сварочный ток. Сварочный ток зависит от материала, толщины стенки, скорости сварки и защитного газа. Цель состоит в том, чтобы достичь полного проникновения, бездефектные сварные швы.

В качестве отправной точки сварщик должен использовать средний ток 1 ампер на каждые 0,001 дюйма толщины стенки, если материал нержавеющая сталь.Таким образом, для трубы со стенкой 0,030 дюйма средний сварочный ток на первом уровне составляет 30 ампер.

Орбитальная сварка обычно использует несколько уровней сварочного тока для компенсации тепловыделения в трубе во время сварки. процесс. Если сварочный ток, используемый для проникновения через трубку, первоначально поддерживался на одном уровне для всего сварного шва, проплавление шва будет увеличиваться по мере продвижения сварного шва вокруг трубы, создавая слишком большое проплавление.

Обычно орбитальная сварка использует как минимум четыре уровня времени сварки, при этом сила тока сварочного шва на каждом уровне уменьшается. Начать, Уровень сварки 4 должен быть установлен на 80 процентов от силы тока уровня сварки 1. Уровни сварки 2 и 3 должны быть установлены для уменьшения силы тока. от уровня 1 до уровня 4 постепенно.

Рис. 7 Поверхность сварного шва покрыта импульсной дугой.

Импульсная дуга. Импульсная дуга включает использование источника питания сварочного шва для быстрого изменения сварочного тока от высокого (пиковый ток) до низкого. (фоновый ток) значение. Это создает шов из перекрывающихся точечных швов. Этот метод снижает общее тепловложение до процедура сварки, часто улучшающая качество и повторяемость сварного шва.

В некоторых случаях материалы и сварные соединения с плохой подгонкой, которые трудно успешно сваривать неимпульсной дугой, могут сваривать импульсной дугой (см. , рисунок 7, ). В результате улучшается качество сварки и повышается производительность.

При орбитальной сварке импульсная дуга дает еще одно преимущество, потому что сила тяжести тянет сварочную ванну в разных направлениях, поскольку сварной шов создается вокруг трубы.Когда дуга имеет пиковый ток, основные материалы плавятся и текут вместе; на нижнем фоновый ток, лужа может затвердеть, прежде чем стать жидкостью при следующем пиковом импульсе тока.

Это уменьшает влияние силы тяжести на расплавленный сварной шов, сводит к минимуму провисание сварного шва в положениях на 12 и 6 часов и уменьшает сползание / оползание расплавленной сварочной ванны в положениях на 3 и 9 часов; без пульсации расплавленная лужа бег / оползание может изменить расстояние от электрода до сварочной ванны.Таким образом, импульсный метод дуги становится более выгодным. по мере увеличения толщины стенки, что приводит к увеличению сварочной ванны.

Импульсный режим дуги включает четыре параметра сварки: пиковый ток, фоновый ток, ширину импульса (рабочий цикл) и частоту импульсов. Комбинации параметров варьируются от компании к компании и от сварщика к сварщику. Многие сварщики достигают одного и того же визуального результата сварки. даже после использования несколько других параметров сварки.

Отношения пикового и фонового тока позволяют сварочному току пульсировать с одного уровня на другой. Индустрия обычно используются соотношения от 2: 1 до 5: 1. Хорошей отправной точкой является использование соотношения 3: 1, выполнение требуемого сварного шва и проверка другие коэффициенты, чтобы увидеть, можно ли получить какие-либо выгоды.

Частота импульсов зависит от требуемого перекрытия точек.Хорошим стартовым параметром является перекрытие точек на 75 процентов. Для орбитального сварка, частота импульсов в секунду (PPS) для тонкостенной трубы часто равна скорости сварки в дюймах в минуту (5 IPM = 5 PPS).

Ширина импульса (процент времени, затрачиваемого на пиковый ток) зависит от термочувствительности материала и доступный ток от источника питания.Более высокая тепловая чувствительность может потребовать меньшего процента ширины импульса от пикового тока. Стандартная ширина импульса часто составляет от 20 до 50 процентов. Хорошим стартовым параметром является ширина импульса 35 процентов.

Бесплатное программное обеспечение пульсации дуги доступно в Интернете, которое предварительно рассчитывает различные параметры пульсации дуги для любого учитывая силу тока или приложение. Таким образом, сварщики могут составить приемлемую программу сварки и быстро получить различные варианты. альтернативных вариантов пульсации дуги для изучения, не требуя длительных вычислений или утомительных эмпирических проб и ошибок пробная сварка.

Заключение

Оптимизация процесса сварки улучшает качество сварки, увеличивает скорость сварки и снижает затраты на отходы и доработку. Компании которые могут достичь этой цели, могут снизить затраты на единицу продукта, более быструю доставку продукта и меньшее количество дефектов в мастерство. Использование систем орбитальной сварки в сочетании с программами сварки, контроль входящего материала и качества защитного газа, и правильно подготовленные предварительно заземленные электроды могут стать одним из шагов к оптимизации процесса сварки.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Рекомендации по орбитальной сварке в биотехнологических трубопроводах

Примечание редактора: Pharmaceutical Online рада представить эту статью, состоящую из четырех частей, посвященную орбитальной сварке трубопроводов биотехнологий, подготовленную отраслевым экспертом Барбарой Хенон из компании Arc Machines.Эта статья была адаптирована из выступления доктора Хенона в конце прошлого года на встрече ASME.

Гладкость сварного шва

Графики сварки: определение программируемых переменных

об / мин. Однопроходные сварные швы труб плавлением обычно выполняются при скорости движения дуги 4-7 дюймов в минуту (IPM). Скорость движения в дюймах в минуту должна быть преобразована в скорость вращения в оборотах в минуту (об / мин).Таким образом, для трубы диаметром 1 дюйм (OD) скорость перемещения 5 дюймов будет равняться 1,6 об / мин.

времени на уровень. Время дуги сварного шва будет включать время задержки вращения, плюс время, необходимое для совершения 1 оборота при указанном числе оборотов в минуту, плюс дополнительное время, необходимое для прохождения расстояния, эквивалентного удвоенной толщине стенки трубы, для закрепления сварного шва. При 1,6 об / мин время, необходимое для обхода трубы, будет 60 секунд, разделенных на 1.6 об / мин или 37,5 секунды. Для завершения сварки потребуется около 40 секунд. Общее время делится на количество уровней в программе сварки, чтобы получить время для каждого уровня. Это будет 10 секунд на уровень для 4-уровневого сварного шва или около 6,7 секунд на уровень для 6-уровневого сварного шва.

Сварочный ток для нержавеющей стали 316L. При скорости движения 5 дюймов в минуту требуется около одного ампера сварочного тока на каждые 0,001 дюйма толщины стенки для начального (первичного) тока на первом уровне.При импульсной дуговой сварке все остальные сварочные токи могут быть получены из силы тока первого уровня. Фоновый ток будет около 30% от первичных усилителей для уровня 1, в то время как ток на последнем уровне будет около 80% от первого уровня. Это результат накопления тепла в трубке, так что для проникновения тока в конце сварного шва требуется примерно на 20% меньше тока, чем в начале. Величина снижения тока на уровень будет зависеть от количества уровней, при этом возможно более постепенное снижение с большим количеством уровней.

Задержка вращения. После зажигания дуги, но до начала вращения, дуга удерживается в одном месте, чтобы накапливать достаточно тепла для проплавления. Это особенно важно для однопроходного сварного шва, где невозможность проплавления в начале шва может привести к неплавлению на стыке.

Вернуться к содержанию

Время импульса

Время для первичного импульса и фонового импульса определяет расстояние между сварными швами.Более длительное время импульса увеличивает расстояние между валиками. При пошаговой или синхронной сварке «низкий» или «фоновый» импульс определяет расстояние между сварными швами, в то время как «высокое» или «основное» время импульса может использоваться в сочетании со сварочным током для контроля проплавления. На тонкостенных трубах сварка может выполняться без импульсного тока. Для небольших трубок время импульса обычно составляет 0,1–0,2 секунды или меньше. Время импульса значительно больше для STEP сварных швов. При импульсной дуговой сварке валики сварного шва должны перекрываться на 60-80% по внешнему диаметру и не менее чем на 50% по внутреннему диаметру.

Вернуться к содержанию

Критерии приемки сварных швов

Стандарт ASME на оборудование для биотехнологий (ASME BPE-97) был опубликован в ноябре 1997 года. До этого времени фармацевтические трубопроводные системы традиционно устанавливались с использованием санитарных стандартов 3A в качестве руководящих принципов для производства. Сварочные процедуры и персонал могли быть сертифицированы Американским обществом инженеров-механиков (ASME), раздел IX Кодекса по котлам и сосудам под давлением, и, возможно, следовали руководящим указаниям по критериям сварки, перечисленным в ASME B 31.3 Кодекс для трубопроводов, работающих под давлением, согласно которым сварные швы визуально оцениваются на предмет отсутствия неплавления, признаков поверхностного шлака или пористости, со строгими ограничениями на непровар, поднутрение, внутреннюю вогнутость (всасывание или обратное всасывание) и т. Д. В соответствии с этими правилами должна быть установлена ​​процедура сварки и испытание сварных швов на изгиб, чтобы показать, что соединение является пластичным, и испытания на растяжение, чтобы показать, что сварная конструкция соответствует минимальному пределу прочности на растяжение для материала. Также может потребоваться рентгенография.Эти испытания были разработаны для определения механической целостности сварных швов и способности сварочного персонала выполнять сварные швы. Эти нормы и стандарты были написаны для ручной сварки, и вполне возможно установить систему трубопроводов, отвечающую этим критериям, с использованием методов ручной сварки. Сварка в соответствии с этими нормами предназначена для обеспечения безопасной работы сварной системы, но мало внимания уделяется косметическому виду и гладкости сварных швов, что фактически повлияет на пригодность системы трубопроводов для биофармацевтического использования.

ASME BPE – 1997 был разработан с учетом ограничений существующих норм и правил для индустрии биотехнологий. В 1989 году ASME учредил Главный комитет по биотехнологическому оборудованию, чтобы изучить все аспекты изготовления и установки оборудования для биотехнологий, определить отраслевые требования и написать новый стандарт для удовлетворения конкретных потребностей отрасли биотехнологий. Подкомитеты по дизайну, стерильности и очищаемости, чистоте поверхности, соединению материалов, размерам и допускам, уплотнениям оборудования и общим требованиям были сформированы и собирались несколько раз в год, пока стандарт не был завершен.Работа над исправлениями и дополнениями все еще продолжается.

Подкомитет по соединению материалов рассмотрел вопрос о критериях приемлемости сварных швов для орбитальных сварных швов труб в биотехнологических системах трубопроводов. Они согласились с тем, что биофармацевтические сварные швы должны по-прежнему соответствовать требованиям ASME, раздел IX и B31.3, но соответствовать дополнительным критериям, основанным на визуальной оценке. Все сварные швы должны быть проверены визуально на наружном диаметре, а количество сварных швов, подлежащих проверке на внутреннем диаметре, должно быть согласовано владельцем и подрядчиком.Не менее 20% сварных швов должны быть случайным образом отобраны для контроля внутреннего диаметра либо путем прямого визуального осмотра, либо с помощью бороскопа. Было решено, что сварные швы фармацевтического типа должны быть полностью проплавлены без потери плавления на внутреннем сварном шве. Кроме того, не должно быть признаков пористости, шлака или окалины, чрезмерного обесцвечивания из-за отсутствия продувочного газа или слишком малого количества продувочного газа, или загрязненного газа, или возникновения дуговых разрядов. Подкомитет MJ представил чертежи поперечных сечений сварных швов, которые определяют допустимый профиль сварного шва и пределы вогнутости, изменения цвета, несоосности и т. Д.которые подробно описаны ниже.

Вернуться к содержанию

Неполное проникновение

Вероятно, наиболее серьезным дефектом сварки будет неплавление или невозможность полного проплавления сварного шва по всему периметру внутренней части сварного шва. Помимо соображений прочности сварного соединения, в биотехнологических трубопроводах отсутствие плавления оставляет щель, в которой бактерии могут ускользнуть от процедур очистки и колонизировать систему.Щели также являются местами, где может начаться щелевая коррозия. Различия в микросреде (кислород, хлориды, ионы металлов, водород) щели и области за пределами щели создают концентрирующую ячейку, в которой щель становится анодной и, следовательно, корродированной.

Неполное проплавление сварного шва или отсутствие плавления обычно является следствием плохой программы сварки, когда во время некоторой части процесса сварки прикладывается недостаточное количество тепла. В этом случае состояние можно исправить, увеличив силу тока или сварочный ток, который обеспечивает тепло, необходимое для достижения проплавления.Программа сварки может потребовать дополнительной силы тока для всей или только для одной части или уровня программы сварки. В общем, когда график сварных швов был разработан для конкретного размера трубы, трубы или сварного шва между трубами и фитингами, сварные швы будут согласованными, если не произойдет изменения нагрева материала.

Отсутствие плавления может быть результатом неправильного выравнивания вольфрамового электрода относительно сварного шва или отклонения дуги. Этот дефект не будет очевиден снаружи сварного шва, но может быть обнаружен только при визуальном осмотре внутренней части сварного шва.Этот тип дефекта может быть результатом «ошибки оператора», и надлежащее обучение сварочного персонала было бы наиболее эффективной профилактической мерой.

Вернуться к содержанию

Вогнутость (чрезмерное проникновение)

В случае автогенного шва наполнитель не добавляется, поэтому поверхность шва не будет выпуклой, если к внутреннему диаметру не будет приложено чрезмерное давление продувки. Наплавленный валик обычно находится заподлицо с поверхностью трубы, но на материалах с низким содержанием серы или толстостенных материалах наблюдается большая тенденция к появлению некоторой поверхностной вогнутости, что считается нежелательным.Внешний сварной шов обычно становится вогнутым, когда к сварному шву прилагается чрезмерное тепло. Полость может быть локализована в одной области сварного шва, или весь сварной шов может быть слишком горячим.

Вогнутость обычно можно преодолеть, уменьшив сварочный ток для той части сварного шва, которая указывает на проблему. На толстостенных материалах или материалах с низким содержанием серы небольшая вогнутость может быть неизбежна. Величина допустимой вогнутости по внешнему диаметру для нового стандарта BPE составляет максимум 10% толщины стенки по всей окружности сварного шва или 15%, если вогнутость ограничена 25% окружности.Вогнутость 10% на фармацевтической трубке со стенкой 0,065 дюйма может быть измерена как углубление сварного шва на 0,0065 дюйма по отношению к внешним поверхностям трубки.

Чрезмерный провар внутреннего сварного шва

Чрезмерное провар внутреннего сварного шва (выпуклость по внутреннему диаметру) ограничивается 10% номинальной толщины стенки. Выпуклость по внутреннему диаметру обычно возникает одновременно с вогнутостью по внешнему диаметру, а также является результатом чрезмерного нагрева сварного шва.Это можно исправить, уменьшив силу тока для той части сварного шва, которая демонстрирует чрезмерное проплавление. В то время как некоторые владельцы или подрядчики устанавливают широкий внутренний сварной шов, который минимизирует вероятность непровара в сварном шве, другие хотят, чтобы внутренний сварной шов был как можно более тонким и при этом был полностью сплавлен. Если все сварные швы в системе можно проверить с помощью бороскопа, это может представлять собой приемлемый риск. В противном случае гораздо безопаснее использовать немного более широкий борт и, возможно, некоторую внешнюю вогнутость.

Вернуться к содержанию

Обесцвечивание или “тепловой оттенок”

Стандарт BPE-97 гласит, что обесцвечивание должно быть сведено к минимуму на всех поверхностях, контактирующих с продуктом. Внутренний сварной шов не должен быть цветным, но в ЗТВ может быть разрешен светло-соломенный или бледно-голубой цвет. Это оставляет окончательное определение количества цвета, которое согласовывается между владельцем и подрядчиком. Это спорный вопрос.Полупроводниковая промышленность давно требует бесцветных сварных швов, а в Руководстве ISPE Baseline Guide также требуются сварные швы без обесцвечивания. Обесцвечивание или «тепловой оттенок» нежелательны, поскольку связаны с потерей коррозионной стойкости нержавеющей стали. Для предотвращения окисления используется продувка инертным газом аргоном как внутри, так и снаружи сварного шва сварочным газом хорошего качества до, во время и после сварки. Если внутренняя часть трубки не продувается, область сварки становится черной или засахаренной.«Если промывка выполняется некачественно или недостаточно времени для очистки, происходит изменение цвета от темно-синего до коричневого, желто-коричневого, соломенного, бледно-голубого или серого.

Изменение цвета снижает коррозионную стойкость, поскольку окисление повреждает пассивную внешнюю поверхность стали, а окисление хрома в поверхностном слое истощает хром вокруг границ зерен, что обеспечивает защиту от коррозии. Совершенно чистый газообразный аргон (1-2 ppm O 2 или меньше) и идеально чистый сварной шов должны обеспечивать сварку без видимых признаков окисления.Если сварной шов и зона термического влияния не подвержены окислению, можно предположить, что система продувки была эффективной, а чистота аргона и скорость потока были идеальными.

Иногда бывает трудно устранить все признаки окисления во время сварки. Это требует новой оценки системы продувки. Не должно быть утечек воздуха, а трубопровод, по которому газ подается из баллона или дьюара, должен быть полностью непроницаемым для атмосферы. Лучше всего сварная нержавеющая сталь, но допустимо использование Poly Flo (полиэтиленового пластика).Необходимо тщательно продумать продувочные заслонки, заглушки, диффузоры и т. Д. Высокоочищенный источник аргона и специальные фильтры или очистители, такие как Nanochem или Gatekeeper, которые удаляют следовые количества влаги, кислорода и других примесей из сварочного газа, могут быть эффективными для устранения обесцвечивания из-за окисления. Сама трубка может удерживать влагу на внутренней поверхности, что может вызвать обесцвечивание во время сварки. Иногда нагревание или запекание трубки может устранить следы обесцвечивания.Для проверки условий продувки можно использовать надежный анализатор кислорода, который точно измеряет в диапазоне низких частей на миллион, но окончательный тест – это цвет или его отсутствие на внутреннем сварном шве или рядом с ним при исследовании с помощью яркого флуоресцентного света. Доступна технология для получения бесцветных сварных швов на постоянной основе. Конечный пользователь должен определить, оправданы ли дополнительные затраты и усилия для получения полностью безокислительного шва для его конкретного применения.

Вернуться к содержанию

Отказ продувки при прихватке

ASME BPE – 97 просто утверждает, что все прихваточные швы должны быть полностью израсходованы.Прихваточные швы – это небольшие точечные сварные швы, которые обычно выполняются вручную с помощью процесса GTAW, но могут выполняться с помощью орбитального сварочного аппарата. Прихватывание выполняется перед сваркой, чтобы скрепить детали для сварки. Самый безопасный метод выполнения прихваточного шва – очистить внутренний диаметр сварного шва таким же образом, как это делается для всего сварного шва. Окисление на сварном шве или рядом с ним может привести к выделению карбида или иным образом вызвать коррозию. Кроме того, сварочная дуга будет двигаться по прямой линии и потреблять прихватку, которая хорошо продувается, но может отклоняться вокруг необработанной прихватки, что может привести к дефекту неплавления на внутреннем диаметре сварного шва.Также важно тщательно очистить зону сварного шва перед сваркой и использовать перчатки при работе с чистыми трубками, поскольку масло или грязь на руках являются источником углерода, который может способствовать осаждению карбидов.

Внутренний диаметр трубы из нержавеющей стали, виден прихватки с продувкой и без продувки. Центральное фото показывает отклонение орбитального сварного шва вокруг неочищенных прихваток.

Со стороны монтажников может быть нежелание тратить деньги на газ или другую настройку продувки для ручных операций с горелкой для продувки прихваток.Каким-то образом они чувствуют, что если (ручной) сварщик опытен, он может держать прихватки достаточно маленькими, чтобы их было легко поглотить. Даже когда прихватки небольшие и не проникают до внутреннего диаметра трубы, некоторое окисление все равно будет задерживаться в сварном шве, поэтому лучше перестраховаться и приложить дополнительные усилия для продувки.

Вернуться к содержанию

ID вогнутость

Внутренняя вогнутость ограничена 10% толщины стенки согласно BPE – 97, но это не должно уменьшать толщину стенки ниже минимальной проектной толщины.В случае материала с толстыми стенками вогнутость внутреннего диаметра может возникнуть в результате действия силы тяжести на расплавленную сварочную ванну в положении «6 часов». При сварке плавлением тонкостенных труб вогнутость внутреннего диаметра может возникать в результате чрезмерного повышения давления на внутренний сварной шов продувочным газом, что приводит к перемещению расплавленного металла сварного шва наружу. Давление можно измерить манометром Magnehelic. Продувочный газ из внутреннего диаметра трубы проходит через устройство, и когда измеренное давление превышает 1/2 дюйма водяного столба, происходит измеримое смещение сварного валика, приводящее к вогнутости внутреннего валика.В крайних случаях чрезмерное давление может привести к выбросу, когда жидкий металл выдувается и контактирует с вольфрамом. Это закорачивает дугу, загрязняет вольфрам, оставляет отверстие в сварном шве и обычно повреждает сварочную головку.

Вогнутость внутреннего сварного шва, также известная как «обратный отсос», является дефектом. Если он серьезный, эффект может быть подобен дефекту отсутствия плавления, то есть его трудно чистить, мешает дренированию и предлагает укрытие для роста бактерий.Возможность смещения сварного шва за счет повышения давления использовалась в некоторых приложениях для получения более гладкой поверхности, чем это могло бы произойти в противном случае. Это трудно контролировать точно, так как внутреннее давление изменяется во время сварки. Использование этого метода, безусловно, увеличит стоимость установки.

Меандр сварного шва (загиб)

Меандр сварного шва или блуждание дуги – это неспособность сварного шва продолжать движение по прямой траектории вокруг сварного шва, но неравномерно переплетаться из стороны в сторону.Если эта неравномерность слишком велика, это может привести к нарушению плавления, что является серьезным дефектом. Меандрирование может быть вызвано повреждением вольфрама, слишком высокой скоростью потока аргона в сварочную головку, раздувающую дугу, или грязью, жиром или другими загрязнениями на металлической поверхности сварного соединения или загрязненным газом. Дуга может огибать прихваточные швы без зачистки. Обычно его можно вылечить заменой вольфрама или лучшей очисткой сварного шва. Наиболее серьезные примеры дрейфа дуги наблюдались при использовании смесей защитного газа аргон / водород, которые часто бывают загрязнены и имеют тенденцию быть менее эффективными в поддержании дуги, чем чистый аргон.

Вернуться к содержанию

Пористость

Пористость – это пустоты или полости, образованные пузырьками газа, выделяющимися во время сварки. Пористость чаще встречается при подаче проволоки, чем при сварке плавлением. При сварке плавлением это обычно вызвано примесями в основном металле или загрязнениями на поверхности металла. Влага на трубках или в продувочном газе является частой причиной пористости.Пористость обычно можно предотвратить с помощью надлежащих процедур очистки и использования продувочного газа известной чистоты.

Плохая подготовка

Правильная подготовка концов имеет решающее значение для успеха орбитальной сварки. Концы трубок должны быть обрезаны под прямым углом, без фаски. Пилы GF от Джорджа Фишера используются часто, поскольку они могут отрезать и подрезать концы за одну операцию. Переносные токарные станки, например, производства Tri Tool, Wachs или Protem, могут обеспечить подготовку торцов после механической обработки, но сначала необходимо разрезать трубы.Любые заусенцы, оставшиеся после подготовки торцов, необходимо удалить, не оставляя фаски, которая могла бы повлиять на толщину стенки. Концы трубок должны стыковаться друг с другом без зазора в сварочной головке. Самая частая причина образования отверстия в сварном шве – плохая подгонка.

Несоосность, или “высокий-низкий”

Смещение сварных швов ограничено БПЭ-1997 до 15% от толщины стенки. Несоосность труб или других свариваемых компонентов приводит к образованию гребня на внутренней стороне сварного шва, который может мешать дренажу системы трубопроводов.Такое скопление жидкости будет способствовать образованию ржавчины и может привести к коррозии всей системы. Это также может привести к неправильной очистке системы и росту бактерий, что приведет к дальнейшему заражению.

Несоосность может быть результатом ошибки оператора при загрузке сварочной головки или из-за изношенных трубных зажимных вставок или цанг, удерживающих компоненты в сварочной головке. Это может произойти из-за небрежности при закреплении или из-за повреждения трубок или других компонентов при транспортировке или транспортировке.Чаще всего это состояние высокого-низкого возникает, когда фитинги, привариваемые к трубам, изготавливаются с различными допусками по размерам. Если труба или фитинг имеют некруглую форму, если внешний диаметр или толщина стенок различаются, это приведет к некоторому перекосу. Вы должны знать, что допуски для трубок отличаются от допусков для труб. Несоосность иногда становится проблемой, когда люди пытаются приварить фитинги труб с малыми допусками к трубам с более жесткими допусками. Вопрос о том, насколько большой гребень нужен, чтобы вызвать накопление жидкости и вызвать проблему, является предметом споров.Подкомитеты BPE активно рассматривали допуски на размеры труб и фитингов, а также степень несоответствия, которая может присутствовать в готовом сварном шве без ущерба для дренируемости системы трубопроводов. Подкомитет по соединению материалов сотрудничал с конечными пользователями, чтобы оценить количество выступов на внутреннем диаметре трубы, которые могут препятствовать дренированию, и обнаружил, что наличие гребня имело меньший эффект, чем ожидалось.

Вернуться к содержанию

Гладкость сварного шва

Сварные швы, выполняемые для соединения технологических трубопроводов для биотехнологических применений, должны не только соответствовать критериям, изложенным выше, но и для достижения максимальной очищаемости должны быть исключительно гладкими на внутреннем сварном шве.Это связано с тем, что бактерии лучше прилипают к шероховатой поверхности, чем к гладкой. Критерий гладкости внутренней поверхности шва очень трудно достичь с любой степенью повторяемости при ручной сварке, но неизменно хорошие и очень гладкие сварные швы обычно достигаются с помощью методов орбитальной сварки. Следует отметить, что гладкость сварного шва в некоторой степени зависит от качества свариваемого материала. Valex Corp. экспериментировала с очищенным электронным лучом материалом 316L для высокотехнологичных полупроводников.Эта сталь обрабатывается в очень высоком вакууме и без добавления металлолома. При использовании этого материала не образуются островки шлака и не происходит обесцвечивания при стандартной чистоте продувочного газа. Здесь отсутствуют неметаллические включения, а сварной шов исключительно гладкий даже при очень большом увеличении.

Конец части 3

Чтобы просмотреть предыдущие части этой статьи, перейдите по этим ссылкам:

Я.Соображения по поводу орбитальной сварки в биотехнологических трубопроводах
II. Рекомендации по орбитальной сварке в трубопроводах биотехнологического производства

Для получения дополнительной информации: Барбара Хенон, менеджер отдела технических публикаций, Arc Machines Inc. , 10280 Glenoaks Blvd., Pacoima, CA

. Тел .: 818-896-9556. Факс: 818-890-3724.

Вернуться к содержанию .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.