Ошибки при сварке профильной трубы

Сварочный процесс

Сварочный процесс при осуществлении изготовления изделий из нержавейки, как и в случаях со сваркой других металлов, делятся на три этапа – подготовительный, этап собственно сварки и завершающий.

Этап подготовки

На подготовительном этапе следует разметить детали, которые планируется сваривать, зачистить их, обезжирить с помощью специального химического состава. В случае если это продиктовано толщиной соединяемых деталей, потребуется также разделать кромки для лучшего формирования сварочного шва.

Основные работы

Основной этап сварки состоит из следующих шагов:

• подключение инвертора путем создания обратной полярности (кабель с электродержателем электрода подключается на разъем «+», а кабель массы – на разъем «-»). Такое подключение позволит обеспечить большее плавление электрода по сравнению с подключением в прямом режиме, а также избежать прожога материала за счет снижения проплавления деталей;
• после того как детали закреплены в тех положениях, в которых они будут свариваться, следует выполнить первичные прихваточные швы. Длина таких швов и их расположение по контуру планируемого сварного шва определяется в зависимости от того, каков размер шва, а также в зависимости от толщины свариваемых деталей;
• в том случае, если речь идет о создании сварочного шва большой протяженности, следует выполнять ступенчатый способ, в ходе которого сварка осуществляется с противоположных сторон короткими швами;
• если необходимо выполнить несколько слоев в одном шве, то после каждого нового слоя следует подождать некоторое время, чтобы предыдущий слой успел остыть перед наложением нового;
• в случае большого шва (протяженного по расстоянию) либо если у него сложная конфигурация, потребуется сделать большее количество прихваток по сравнению с простыми или короткими швами, каждая из которых будет отличаться небольшой длиной, расположенными вдоль кромок шва. Данное действие позволит сократить риск деформации деталей возле шва.

Завершающий этап

После того как сварочные работы завершены, следует переходить к завершающему этапу. На этом этапе происходит зачистка шва от образовавшегося шлака с целью определения визуальным способом его качества. Кроме того, на этом этапе происходит определение мест, где есть непровары. Если такие места обнаружены, следует выполнить ремонт или полностью вырезать стык и выполнить сварку, повторив весь алгоритм.

Виды сварочных работ для соединения профильных труб

От толщины стенок зависит как способ сварки, так и особенности подготовительного этапа работ:

1. Для труб с толщиной стенок от 4 мм и выше, концы изделий обрабатывают фаскоснимателем – под углом от 25 до 50 градусов. Это позволит в будущем создавать несколько слоев сварки, что обеспечивает шву надежность и прочность.
2. Тонкие трубы варятся одним швом. Чтобы он получился идеальным, рекомендуется жесткая фиксация изделия. Зажимы снимаются только после полного остывания шва.
3. При большом диаметре и толщине, срезы сначала прихватывают по линии соприкосновения и только затем производят основное сваривание.
4. Скорость работ должна соответствовать плавке металла без его растекания.

Для сваривания профильных труб применяют следующие виды сварочных работ:

• контактная сварка;
• электродуговая;
• газовая.

Электродуговая сварка

Особенность этого вида сварочных работ в том, что он дает возможность соединять трубы даже в труднодоступных местах. Выполняется с помощью сварочного аппарата и электродов.

При горении элемент начинает плавиться, расплавляя и обволакивая срезы стыков.

Последовательность работы:

1. После соприкосновения с электрода с поверхностью, как только появилась дуга, инструмент быстро отводят на несколько миллиметров выше среза.
2. Движения производят плавно вдоль линии соприкосновения, без пропусков, чтобы металл успевал оплавиться, но не стекал каплями.
3. По технологии предусмотрено постоянное горение, перерывы позволительны только для смены электрода.
4. В конечной точке дугу придерживают пару секунд, чтобы исключить возникновение трещин или расслоения.

Для бытовых, то есть обладающих небольшой мощностью, электросварочных аппаратов, достаточно иметь подключение к однофазной проводке.

Сварочный трансформатор способен преобразовывать переменный ток из домовой сети в постоянный, что и необходимо для сварки. Однако оборудование не в состоянии поддерживать постоянство или стабильность дуги, поэтому часто к нему приобретается выпрямитель.

Для начинающих наиболее удобно производить дуговую сварку с помощью инвертора, потому что в таком случае предусмотрено изменение импульсного режима, при котором исключается залипание электрода, это обеспечивает постоянную силу тока, что стабилизирует длину электрической дуги.

Дуговая сварка дает возможность соединять трубы разными способами: внахлест, встык, под углом, тавровым швом. При этом качество соединения целиком зависит от выбора электрода.

Выбор электродов

Для профильных труб используются электроды, имеющие характеристики, соответствующие металлам или сплавам, а также толщине изделий. От правильно подобранных параметров зависит прочность и качество шва.

Существует два основных вида электродов: плавящиеся и неплавящиеся, для которых дополнительно применяются с присадкой из проволоки оловянной или латунной с добавлением фосфатов.

Диаметр электрода всегда подбирается в соответствии толщиной стенок труб и их диаметром.

Электрод должен быть всегда меньше или равняться толщине профиля:

• диаметр расходника 1,5 мм подходит для изделий толщиной до 2 мм;
• 2 мм – для труб, толщиной от 2 до 3 мм;
• 4 мм — для толщины стенок от 4 до 6 мм.

Газовая сварка

Используется в случаях, когда нет возможности подключения сварочного оборудования к электричеству. Способ небезосновательно считается затратным: необходимо приобретение баллонов с ацетиленом и кислородом. Также требуется опыт работы.

Газовая сварка подходит для соединения труб со средней или толстой стенками. Тонкие изделия не поддаются обработке – расплавляются, деформируя металл, шов не получается без пропусков.

Для проведения работ необходимо иметь:

• баллон с ацетиленом (бутаном или пропаном) и кислородом;
• редуктор,
• газовую горелку и к ней набор наконечников;
• присадки;
• флюсовый порошок;
• шланги необходимой длины для подачи газа к месту сварки.

Перед сваркой подготовленные срезы покрывают флюсом. Соединение происходит с помощью присадочной проволоки. Тонкостенные трубы рекомендуется по технологии соединять справа налево, с введением присадки вслед за пламенем горелки. Для более 5 мм – уже слева направо и присадочный материал прокладывается перед горелкой.

После окончания работы и остывания швов, их зачищают и покрывают антикоррозийным составом.

https://youtube.com/watch?v=7_k6hZ0SyPo

Метод контактной сварки требует применения специального оборудования. В процессе соединения труб происходит пропускание электротока путем давления электродов на металлическую поверхность, в результате этого металл деформируется и образуется очень прочный шов. Такую сварку проводят для соединения конструкций промышленных объектов.

Технологические способы избежать прожога

Каждый из нижеперечисленных вариантов основан на способах предотвращения достижения критически высоких температур сварочной ванны, при которых возникает прожог.

Подбор оптимальных режимов сварки

В домашних работах наиболее распространенные профили имеют толщину 1,5-2,0 мм. В качестве применяемых электродов используются с диаметром стержня 2,0-3,0 мм

Для исключения прожога важно выбрать правильно величину сварочного тока, повышенное значение которого как раз приведет к перегреву ванны

Сделать это не так просто. Существуют следующие рекомендации для подбора базовых значений:

• при сварке электродом диаметром 2,0 мм на инверторе устанавливают силу тока примерно 60 А;
• для сварки профиля электродом диаметром 3,0 мм рекомендуется использовать ток 80 – 90 А.

Окончательные рабочие значения сварочного тока сварщикам-любителям лучше выбрать через проверку режимов на опытных образцах. Пока нет соответствующего опыта, следует работать на меньших токах для исключения прожогов независимо от наличия большего количества залипаний электрода. Со временем с набором опыта соединение профилей будет производиться без них с хорошим проваром шва.

Использование короткой дуги для сварки профиля

Длина дуги оказывает существенное влияние на разогрев зоны сварочного шва. Тепловое излучение от длинной дуги охватывает большую площадь поверхности, расположенную непосредственно около сварочной ванны. Это увеличит количество тепла, подводимого в зону сварки, что будет способствовать риску возникновения прожога. Сварка короткой дугой уменьшит вероятность образования этого дефекта.

Сварка со сменой места приложения электрода

Такой метод еще называют сваркой в «разброс» (разнос, разбой). Смена места приложения электрода ограничивает возможность разогрева сварочной ванны, так как каждый новый шов образуется на свариваемых кромках, не нагретых проведением предыдущей технологической операцией. Если использовали подбор режимов на образцах, то вероятно определили длину шва до образования прожога. Выполняя сварку профиля в «разброс» участками шва такой длины, мы получим сплошной сварочный шов без прожогов.

Сварка профиля прихватками с промежутком времени для охлаждения

Такой способ требует частого повторного поджига электрода, поэтому к данной технологии сварки наиболее применимы расходные материалы с рутиловым покрытием. За счет определенного интервала времени между прихватками, сварочная ванна успевает отдать часть своей тепловой энергии в окружающую среду, что снижает ее общий уровень нагрева. Прихватки следует выполнять с небольшим перекрытием. Этот способ хорошо зарекомендовал себя при использовании в тавровых сварочных соединениях профильных труб. Качественный шов без прожогов получается в любых пространственных положениях таврового соединения — вертикальном, нижнем, потолочном.

Как избежать прожога при сварке профилей с зазором

Обычно конструкцию из профильных труб для сварки подгоняют так, что она полностью соответствует чертежу, то есть практически без зазоров между профилями. В некоторых случаях это бывает сделать невозможно, и зазор доставляет дополнительные трудности для получения качественного шва без прожога. При наличии зазора свариваемые кромки тонкостенной профильной трубы быстрее расплавляются, не образуя между собой соединения.

Существуют технологические способы сварки профилей с зазором с использованием перераспределения тепловой нагрузки сварочной ванны в зависимости от возможностей теплопередачи свариваемых заготовок. Так, например, при сварке Т-образной конструкции из профилей соприкасающаяся сечением труба будет больше нагреваться, чем цельная с большим количеством металла, воспринимающего тепловую нагрузку. Тонкостью такой сварочной операции будет смещение электрода в сторону цельной трубы (собственно поджиг должен осуществляться на ней с последующим смещением в сторону другого профиля). Большая теплоотдача цельной трубы и более длительное нахождение электрода на ее поверхности будет снижать риск образования прожога.

Как правильно сваривать тонкие профильные трубы своими руками

При проведении работ в бытовых условиях чаще всего сваривают профили инвертором, отличающимся малым весом, удобством в работе, широким диапазоном регулировок и наличием дополнительных функций, облегчающих проведение работ.

Второй важной задачей является определение правильной полярности подключения электродов. Общеизвестно, что плюсовой контакт имеет более высокую температуру нагревания, и при правильной полярности «минус» подается на держатель электрода, а «плюс» на корпус детали

Соответственно, при сваривании элементов с большой толщиной, лучше использовать обратную полярность.

Рис. 12 Подготовка и соединение своими руками труб

Сварка профильной трубы встык инвертором

Перед проведением работ готовят ровную поверхность на удобном расстоянии от поверхности земли, в качестве опоры лучше использовать толстостенные профили квадратного или прямоугольного сечения, на которые будет укладываться соединяемый металлопрофиль. Сварочные работы после помещения труб на ровную поверхность проводят в следующей последовательности:

1. Подготавливают профильные трубы к сварке. Для этого их торцы обрезают болгаркой под прямым углом и очищают от ржавчины той же болгаркой или наждачной бумагой.
2. Выравнивают обе заготовки. К их боковым стенкам прикладывают металлический уголок или любой ровный и длинный предмет с плоской поверхностью, если профиль имеет сварной шов, он должен совпадать. Расстояние между торцами для качественного провара должно составлять от 1 до 2-х миллиметров.
3. С помощью точечной сварки рутиловым электродом производят соединение трубного профиля в нескольких местах. Вначале это делают посередине, затем приваривают угловые кромки, если необходима высокая точность, соединяют все четыре угла и центральные кромки.
4. Производят сварку от краев к центру, стараясь равномерно прогревать шов, не задерживаюсь на одном участке, затем переворачивают заготовку и повторяют операцию с другой стороны. Новичкам лучше проводить сваривание короткими участками с отрывом, следя за тем, чтобы кромки успевали оплавляться — это позволит избежать прожигания металла.
5. По окончании работ шлаковое покрытие сбивают, если необходимо получить ровную и гладкую поверхность, выступающий шов защищают болгаркой.

Рис.13 Как варить профильную трубу 2 мм. в стык

Как сварить профильные трубы под 90 градусов при тавровом соединении

Подготовительные операции производят по приведенной выше схеме, порядок выполнения основных работ следующий:

1. После соединения деталей делают прихватки боковых кромок с двух сторон.
2. Вначале сварку проводят в углах, непрерывно перемещая электрод мелкими круговыми (против часовой стрелки) или зигзагообразными движениями снизу вверх — это позволяет выгонять шлак из сварочной ванны. Угол наклона электрода должен составлять 45 градусов относительно горизонтальной плоскости
3. Далее сваривают боковые кромки, расположенные в одной плоскости.

При сварке прожигает профильную трубу — что делать

Для борьбы с прожогами используются следующие методы:

• Сварку проводят с отрывом короткими участками или точечно.
• Для предотвращения перегрева внутрь соединения вставляют отрезок массивного металлического бруса с сечением, максимально приближенным к внутренним размерам заготовок.
• Уменьшают расстояние между кромками заготовок.
• Работают в режиме максимально низкого выходного тока.
• Увеличивают скорость перемещения электрода.

Рис.14 Сваривание тонкой профильной трубы при тавровом соединении

Отвечая на вопрос, какими электродами варить профильную трубу 2 мм, отвечаем, для сварки тонкостенного профиля 2 мм электродуговым способом чаще всего используют рутиловые электроды диаметром 2-3 мм в прямой полярности подключения. Новичкам при проведении работ в связи с отсутствием опыта, следует принимать меры для борьбы с прожогами или использовать более простую полуавтоматическую сварку.

Как варить полуавтоматом с углекислотой тонкий металл.

Для того чтобы сваривать полуавтоматом тонкий металл, подключаем оборудование. Каждый конкретный аппарат имеет свои собственные особенности в подключении. Схему подключения лучше всего взять из инструкции завода-изготовителя. Она идет вместе с аппаратом.

Порядок подключения аппарата:

1. Проверяем целостность аппарата и сварочных кабелей.
2. Подключаем горелку и газовое оборудование к аппарату.
3. Открываем баллон и редуктор.
4. Включаем подогреватель газа (если установлен).
5. Устанавливаем сварочную проволоку в устройство подачи.
6. Подключаем к сети аппарат.
7. Включаем аппарат и нажав кнопку на горелке и держим пока проволока не выйдет из сопла.
8. Подключаем массу к изделию.

Сварочная проволока.

Сварочную проволоку необходимо прокалить 1,5-2 часа при температуре от 150 до 280 °С. Коррозию необходимо удалить, иначе процесс будет идти не стабильно. Лучше всего удалять ржавчину раствором кислоты HCL-5%.

Вот и все теперь можно приступать к настройке. Как же настроить полуавтомат для сварки тонкого металла? Для этого есть специальные таблицы. Они чаще всего идут совместно с полуавтоматом в комплекте. Если нет, то воспользуйтесь таблицами, приведенными ниже.

После настройки нужно проварить пробный сварочный шов на заготовке. Если процесс идет стабильно, разбрызгивание минимально и нет сильного треска, то все настроено верно. Можем приступать к сварке основной детали. Полуавтоматическая сварка в углекислом газе прекрасно справляется с малыми толщинами. Если хотим варить тонкий металл без обрыва дуги, тогда нужно применять импульсный режим.

Сварочный процесс будет следующий:

1. Выставляем зазор и устанавливаем прихватки отступив от края изделия 5-10 мм.
2. Варить желательно на теплоотводе съемной подкладке, изготовленной из меди, алюминия или из нержавеющей стали;
3. Предпочтительной вести процесс для изделий толщиной стенки от 0,8-1 мм в вертикальном положении на спуск т.е. сверху перемещаться вниз. Это обеспечит минимальный нагрев металла.
4. Не совершать колебательных движений горелкой.

Также, как в случае с ручной дуговой необходим теплоотвод в виде подкладки. Полуавтоматическая сварка в среде СО2 проста, именно поэтому ее часто применяют для сварки тонкого металла автомобилей. Ее часто называют кемпи сварка.

Кстати, название кемпинговая сварка пошло от предприятия производителя полуавтоматов Kemppi. По аналогии как угловую шлифовальную машину (УШМ) называют «Болгарка». Это связано с тем, что из Болгарии на территорию СССР стали поступать первые УШМ. Так и прижилось.

Способ №1. Краб-элементы

Универсальные крепежные элементы, предназначенные для соединения профильной трубы прямоугольного/квадратного сечения. Каждый «краб» состоит из нескольких частей, которые при монтаже стягиваются болтами. Части «краба» выполняются из 1,5-миллиметрового металла, имеющего стойкое полимерное либо цинковое покрытие.

Краб-крепление для профильной трубы

Существуют такие виды краб-элементов:

• объемные (предназначены для соединения трех труб по углам или четырех внутри);
• Т-образные (предназначены для соединения трех труб);
• Х-образные (предназначены для фиксации четырех труб);
• Г-образные (предназначены для соединения двух профилей).

Разновидности креплений профильных труб краб-системой Домашние мастера используют краб-системы, чтобы без сварки собирать:

• теплицы, парники;
• стеллажи, скамейки;
• летний душ;
• клетки для питомцев, вольеры;
• беседки, навесы;
• опоры для вьющихся растений, легкие ограждения.

Такие крепежи используются в теплицах и парниках

Плюсы

• большой срок службы (до 50-ти лет);
• конструкции можно многократно собирать/разбирать;
• доступная стоимость краб-элементов;
• со сборкой справится даже неквалифицированный работник;
• универсальность.

Минусы

• нельзя соединять трубы больше 40х40 мм;
• места соединений нужно защищать от коррозии, т. к. в них скапливается влага;
• трубы можно соединять лишь под углом 90 градусов;
• если возникнет большая нагрузка на разрыв, может произойти вытаскивание труб из краб-элементов;
• гайки нужно регулярно подтягивать.

Технология сварки профильной трубы

Наибольшее распространение получили отработанные технологии: электродуговая, газовая и контактная сварка. Это возможно благодаря тому, что практически каждая заготовка изготовлена из низколегированной или углеродистой стали. Каждая из этих технологий предполагает применение соответствующего оборудования и способов соединения и позволяет получить надёжный шов и создать новый профильный элемент конструкции.

Сварка встык

Для увеличения длины конструкции, делается сварка профильной трубы встык. Основной проблемой такой операции является соблюдения точной стыковки торцов обеих заготовок. С этой целью изготавливают специальные прихватки, которые крепятся по всем углам. После фиксации производят наложение шва по периметру стыка. Для изделий с толстыми стенками такую обварку проводят дважды, что обеспечивает надёжность шва.

Сварка тонкой профильной трубы

Особой аккуратности и хороших навыков требует работа по соединению тонкостенных труб. Эта операция достаточно трудоёмкая и сложная. Успешно решить эту задачу можно используя тонкий электрод.  Его диаметр варьируется от 1,5 до 2 мм. Наиболее приемлемыми считаются электроды марок АНО-21 или МР-3С. Электронная схема аппарата должна обеспечивать силу тока, не более 60 А.Профессионалы советуют применять технологический приём сварка точками (с отрывом).

Сварка профильной трубы под 90 градусов

Во многих конструкциях требуется произвести соединение деталей под прямым углом. Эта задача легко решается, если следовать простым рекомендациям, разработанным опытными сварщиками:

• сварка профильной трубы под 90 градусов начинается с точной разметки углов среза;
• провести точный срез (его можно произвести на ровной поверхности с фиксацией заготовки);
• применять готовые шаблоны и профессиональные угольники;
• процесс сваривания разделить на несколько этапов (сначала произвести черновое сваривание, затем произвести проверку и убедиться, как точно выдержан заданный угол, затем произвести чистовую сварку).

Соблюдение этих советов позволит получить прямой угол.

Как не прожечь трубу во время сварки

Это негативное явление возникает при работе с тонкостенными заготовками, толщина которых не превышает двух миллиметров. Чтобы не допускать этого, необходимо применять тонкие электроды. Кроме этого при установке режимов сварки следует понизить величину тока до минимальных значений. Неопытным сварщикам необходимо изучить разработанные инструкции для работы с тонкостенными изделиями.

Сварка тонкого металла в аргоне.

Сварка аргоном деталей из тонкой нержавейки очень часто происходит именно данным способом сварки. Инертный газ – аргон обеспечивает высокую степень защиты.

Для выполнения сварки также, как и в предыдущих методах производим подготовку оборудования:

1. Проверить целостность электрических кабелей.
2. Подключить газовое оборудование к сварочному аппарату.
3. Подсоединить горелку и кабель массы к аппарату.
4. Включить сварочный аппарат.
5. Настроить режим.
6. Произвести продувку газовой магистрали.

Настройка сварочного инвертора для сварки в аргоне.

Для аргонодуговой сварки тонкого металла используется – прямая полярность.

После настройки параметров сварки переходим к самой технологии. Как и в предыдущий способах, сварочный ток настраиваем на отдельной заготовке. Взяв данные из таблиц за основу. Также производится настройка расхода газа. Стоит учитывать если процесс будет производиться при ветре необходимо использовать сопло с большим диаметром, а также увеличить расход газа. Горелку при этом приближать как можно ближе к сварочной ванне.

Подготовка к сварке:

1. Сварочная проволока должна быть зачищена от ржавчины и прокалена 1.5-2 часа при температуре от 150 до 280 °С.
2. Кромки изделия должны быть зачищены на 20-30 мм от стыка до металлического блеска и обезжирены.

Устанавливаем прихватки.

Располагать их нужно отступив от края 5-10 мм с шагом между прихватками 200-250 мм.

Начинать варить необходимо на прихватке. Производится прогрев как кромки и присадки. Варить необходимо углом вперед с минимально возможной длинной дуги. Это обеспечить высокую защиту расплавленного металла. Присадка подается область сварочной ванны. Не делать поперечных колебаний горелкой. После окончания процесса и обрыва дуги газ необходимо подавать 10-15 секунд.

В случае если предстоять сварка аргоном детали из тонкой нержавейки, то необходимо соблюдать дополнительные условия:

• Минимальная длинна дуги. Для обеспечения высокого качества защиты.
• Не выполнять колебаний горелкой в поперечном направлении.
• Максимальная скорость выполнения.
• Минимальный сварочный ток.

Данные мероприятия уменьшат перегрев металла. И как следствие помогут избежать горячих трещин.

В данной статье мы познакомили Вас с основными способами сварки тонкого металла.

Бесспорно, в домашних условиях лидером является РДС — ручная дуговая сварка. Хотя, конечно, сварка неплавящимся электродом и полуавтоматическая (mag) подходят гораздо лучше. Успехов в практическом применении материала.

Расстояние между электродом и деталью

Имеет немаловажное значение, на каком расстоянии держать электрод при сварке. Это влияет на форму, ширину, шероховатость шва. В зависимости от этого параметра находится и длина электрической дуги

Идеальной считается сварочная дуга длиной 2-3 мм

В зависимости от этого параметра находится и длина электрической дуги. Идеальной считается сварочная дуга длиной 2-3 мм.

Небольшое расстояние следует выбирать, когда предстоит сваривание толстых деталей. Поперечные движения становятся необязательными. Короткая дуга получается, когда расстояние от конца электрода до металлической поверхности равно половине диаметра электрода. Такая дистанция увеличивает глубину проплавки. Ширина шва уменьшается. Короткая дуга актуальна для получения вертикального шва, но может использоваться и при других положений и всех типов соединений.

Дуга средней величины равняется диаметру сварочного электрода. Шов значительно расширяется, а напряжение становится больше. При таком расстоянии сварки увеличиваются ток и глубина проплавления, а ширина шва и напряжение уменьшаются. Достоинством является отличная защищенность ванны. Средняя дуга возникает при расстоянии между электродом и металлической поверхностью, равным или немного превосходящим диаметр электрода.

Длинная дуга в полтора раза превышает диаметр электрода. Это не особенно желательно, поскольку шов становится слишком широким, глубина проплавления уменьшается, а брызги раскаленного металла начинают лететь во все стороны. В сварочном шве будут формироваться поры. Значительно снижается защита ванны.