2.1.2. Сварка нагретым инструментом встык

Сварка встык основана на одновременном оплавлении при помощи нагревательного инструмента

торцов труб и последующем их сопряжении. Этим способом соединяются трубы и детали при толщине

стенки более 5 мм и температуре окружающего воздуха от минус 15 С до плюс 40 С. Технологи -

ческий процесс сборки и сварки встык нагретым инструментом выполняют в следующей последова -

тельности ( рис. 3 ):

- закрепление концов труб в зажимах центратора сварочной машины;

- механическая обработка концов труб с помощью торцевателя (она производится до тех пор, пока сни -

маемая с торцов стружка не станет сплошной, после чего стружка должна быть удалена из зоны сварки);

- проверка соосности и точности совпадения торцов труб по величине зазора между ними (величина за-

зора, в зависимости от диаметра труб, может составлять 0.3 – 0.5 мм );

- оплавление и нагрев свариваемых поверхностей нагретым инструментом (оплавление торцев произво- дится под давлением 0.2 ± 0.02 МПа до образования по всему периметру контакта труб валиков первичного грата, после чего давление снижается и происходит нагрев торцов. Давление при нагреве в

10 Раз меньше, чем при оплавлении);

- удаление нагретого инструмента из зоны сварки (продолжительность технологической паузы, необхо-

димой для удаления нагретого инструмента, должна быть минимальной, не более: 3 с для труб диаме-

тром d_e = 63 мм; 4 с для d_e = 90 – 140 мм; 5 с для d_e = 160 – 225 мм; 6 с для d_e = 250 – 315 мм );

- осадка стыка до образования сварного соединения (процесс происходит под плавным увеличением

давления на оплавленные торцы, которое достигает значения 0.2 ± 0.02 МПа и сохраняется до охлаж-

дения сваренного стыка);

- демонтаж сварного соединения из зажимов центратора сварочной машины.

Температура нагретого инструмента в процессе сварки должна автоматически поддерживаться

постоянной, величина ее, в зависимости от материала труб и температуры воздуха, может колебаться

от 200 до 230 С. В зависимости от материала и толщины стенки трубы, а также температуры окружающего воздуха продолжительность нагрева составляет от 50 до 360 секунд, осадки – от 3 до

16 Секунд, охлаждения сварного соединения – от 4 до 36 минут. Технологическая пауза (время

на удаление нагревательного инструмента) зависит от толщины стенки трубы и ее величина, как указы-

валось выше, колеблется от 3 до 6 секунд (для труб диаметром свыше 315 мм – 12 секунд).

Технологический процесс сварки встык более прост по сравнению со сваркой враструб и легче

поддается автоматизации.

Для сварки труб с соединительными деталями потребуется сварочная машина, в центраторе которой можно удалить тот или иной зажим, т.к. соединительные детали имеют разную конфигурацию.

Концы труб и деталей центрируют по наружной поверхности таким образом, чтобы максимальная величина смещения наружных кромок не превышала 10 % от толщины стенок труб и деталей. При сварке встык вылет концов труб из зажимов центраторов обычно составляет 15 – 30 мм, а вылет концов привариваемых деталей – не менее 5 – 15 мм. Сам процесс сварки аналогичен процессу сварки труб. Рекомендуется сварку соединительных деталей с трубами производить в условиях мастерских. При этом деталь приваривают к полиэтиленовому патрубку длиной не менее 0.8 – 1.0 м.

Сварка встык широко применяется для соединения труб при строительстве газопроводов, водопроводов, канализации и т.п.

Рис. 3. Последовательность процесса сборки и сварки встык:

а – центровка и закрепление в зажимах сварочной машины концов свариваемых труб;

б – механическая обработка торцов труб с помощью торцевателя;

в – проверка соосности и точности совпадения торцов по величине зазора (величина

зазора нормируется в зависимости от диаметра труб);

г – оплавление и нагрев свариваемых поверхностей нагретым инструментом;

д – осадка стыка до образования сварного соединения.

1 – труба; 2 – торцеватель; 3 – нагретый инструмент; 4 – грат, образованный при оплавлении

торцов труб (размеры грата b и h нормируются в зависимости от диаметра труб).

В соответствии с изложенной выше технологией сборки и стыковой сварки труб нагретым инструментом основными параметрами режима сварки встык являются:

- температура нагретого инструмента Т_н;

- продолжительность оплавления t_оп и нагрева t_н;

- давление нагретого инструмента на торцы при оплавлении Р_оп и нагреве Р_н;

- продолжительность технологической паузы t_п;

- давление на торцы при осадке Р_ос;

- время охлаждения сваренного стыка под давлением осадки t_охл.

Параметры режима стыковой сварки нагретым инструментом в каждом конкретном случае разработки технологической документации определяются по таблицам регламентирующих документов (СНиП, сводов правил СП) в соответствии с диаметром, толщиной и маркой материала пластмассовых труб, а также с учетом температуры окружающей среды.

С целью повышения точности поддержания заданных давлений Р_оп, Р_н и Р_ос в процессе сварки необходимо учитывать затраты сил на преодоление трения движущихся частей сварочной машины и перемещаемой при оплавлении и осадке трубы (секции, плети). Для этого перед оплавлением и нагревом при сварке каждого стыка на сварочных машинах с ручным управлением до установки нагретого инструмента (т.е. при холостом ходе) производят замер усилия Р_х, требуемого на перемещение подвижного зажима центратора с закрепленной в нем трубой (секции, плети), которое суммируют с усилиями Р_оп, Р_н, Р_ос и задают эти суммарные значения (Р_х+ Р_оп, Р_х+ Р_н, Р_х+ Р_ос) машине в качестве давлений при оплавлении, нагреве и осадке. При выполнении стыковой сварки нагретым инструментом на машинах с высокой степенью автоматизации определение усилия Р_х на преодоление трения и его суммирование с Р_оп, Р_н, Р_ос осуществляется самим сварочным аппаратом в автоматическом режиме. В данном случае машине задаются только значения давлений Р_оп, Р_н, Р_ос , определяемые по таблицам приложения Д СП – 42 – 103 – 2003 или в другой регламентирующей документации.