4.6 Особливості виготовлення трубопроводів з міді і мідно-нікелевих сплавів

При зварюванні трубопровідних конструкцій існує своя специфіка, яку обов’язково треба брати до уваги при роботі, як у цехових умовах, та і на монтажі.

Перш за все йдеться про зварювання виробів невеликих діаметрів з малими товщинами. Якщо зварювання поздовжніх швів при виготовленні труб не дуже відрізняється від стикових з’єднань листових конструкцій, то виконання кільцевих швів пов’язано з необхідністю обертання їх в процесі зварювання, а в разі неможливості цього руху їх треба виконувати у різних просторових положеннях. Чим менше діаметр труби, тим складніше техніка ведення процеса зварювання, що вимагає більш високої кваліфікації зварника, і хоча для зварювання необертаємих стиків труб розроблені спеціальні автомати, їх не завжди можна використати внаслідок неможливості їх розміщення на виробі. Труднощі збільшуються, якщо робота виконується у монтажних умовах, наприклад, у суднобудуванні, де використання захисних газів (а більшість способів зварювання так чи інакше передбачає тільки таке захисне середовище) дуже ускладнюється. Тому підготовка зварника трубопровідних металоконструкцій потребує більше часу для надання йому необхідних знань і практичних навичок з технології і техніки виконання зварних з’єднань. З урахуванням всіх цих факторів розміри конструктивних елементів зварюваних кромок і швів, забезпечуючих одержання якісних з’єднань при виготовленні трубних конструкцій регламентуються ГОСТ 16038-80 «Основні типи , конструктивні елементи і розміри зварних з’єднань для труб з міді М1р,М2р, М3р і міднонікелевого сплава марки МНЖ 5-1 з фланцями з латуні Л90 і з штуцерами і ніпелями з бронз БрАМц 9-2 або БрАЖНМц 9-4-4-1».

Способи зварювання трубопроводів з різних мідних сплавів і відповідні зварювальні матеріали наведені в табл.4.57.

Найбільш раціональним є використання напівавтоматичного і ручного дугового зварювання у захисних газах. Останній способ застосовується при виготовленні трубопровідних виробів з товщиною стінки менше 2-2,5 мм, діаметрі труб 24-45 мм і відгалужень 20-55 мм при зварюванні стикових з’єднань на вазі.

Автоматичне зварювання доцільне при поєднанні до труб фланців і кілець з латуні і зварюванні «на вазі» великої кількості труб однакового розміру. Ручне дугове зварювання покритими електродами дозволяється, як виняток, при неможливості застосування способів зварювання у захисних газах.

При монтажі трубопроводів (зварювання необертаємих стиків труб) слід використовувати ручне зварювання у захисних газах, тому що автоматичне зварювання неплавким електродом хоча і можливе, однак габарити автоматів і значна втрата часу на переніс і переналагоджування апаратури ускладнено і малоефективно. Аналіз таблиці 4.57 дозволяє зробити висновок про можливість використання різних захисних газів, їх вибір визначається наступними міркуваннями. Азот краще за все використовувати для зварювання більш товстого метала (більше 3 мм) внаслідок більшого тепловиділення дуги на основному металі, в той час як при зварюванні аналогічних товщин в аргоні потребується підігрівання від стороннього джерела тепла. Крім того азот дешевше аргона. Загальним правилом є використання азота особливої чистоти, аргона вищого, першого або другого сортів. При виборі марки зварювальних дротів треба мати на увазі, що дріт марки БрКМц 3-1 дешевше дрота марки МНЖКТ 5-1-0,2-0,2, але в разі застосування комбінованого способа зварювання кореневий шов має бути виконаний тільки за допомогою дрота останньої марки; доцільність використання дротів БрКМц 3-1 і БрАМц 9-2 однакова.

Всі матеріали, які надходять на підприємство, в обов’язковому порядку повинні супроводжуватися відповідними сертифікатами, паспортами, засвідчуючими їх якість і відповідність вимогам стандартів і технічних умов.

Таблиця 4.57 – Зварювальні матеріали для виготовлення і монтажа трубопроводів з міді і її сплавів різними способами зварювання

Марка матеріала труб і приварюваних деталей	Ручне покритими електродами	Ручне вольфрамовим електродом	Автоматичне вольфрамовим електродом	Напіватоматичне плавким електродом	Автоматичне плавким електродом	Комбіноване в захисних газах
1	2	3	4	5	6	7
Мідні трубопроводи
М3р + М3р	«Комсомолець», Бронза КМц 3-1 з покриттям ЗТ, ОК 94.55*	Дріт МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 +N2 або Ar, або Не	Дріт МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 +Не	Дріт МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 +N2 або Ar	Не використовується	Дріт МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 азот або аргон для кореневого прохода, азот або аргон для подальших проходів
М3р + Л90	Те ж саме	Дріт БрКМц 3-1+N2 або Ar	Дріт БрКМц 3-1+Ar або Не	Дріт МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 +N2	Дріт МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 +N2	Те ж саме
М3р + ЛЦ16К4	Те ж саме	Дріт БрКМц 3-1+Ar	Дріт БрКМц 3-1+Ar	Не використовується		Не використовується
М3р+БрАМц 9-2 або БрАЖНМц 9-4-4-1	Те ж саме	Дріт БрАЖНМц 8,5-4-5-1,5 або БрКМц 3-1 або БрАМц 9-2+Ar або Не	Не використовується	Дріт МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 +N2 або Ar	Не використовується	Не використовується
М3р + ЛМц 58-2	Не використовується	Дріт БрКМц 3-1 або БрАМц 9-2+Ar	Не використовується	Не використовується	Не використовується	Не використовується
Мідно-нікелеві трубопроводи
МНЖ 5-1 + МНЖ 5-1	МНЖ 5-1 з покриттям ЗТ або МН4	Дріт МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 +N2 або Ar	Дріт МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 +Ar	Дріт МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 +N2 або Ar	Не використовується	Дріт МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 азот або аргон для кореневого прохода, азот або аргон для подальших проходів

Продовження таблиці 4.57

1	2	3	4	5	6		7
МНЖ 5-1 + Л90	Те ж саме	Те ж саме	Те ж саме	Те ж саме	Дріт МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 +N2 або суміш N2+Ar		Те ж саме
МНЖ 5-1+ БрАЖНМц 9-4-4-1	Те ж саме	Дріт МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 або БрАЖНМц 8,5-4-5-1,5+ Ar	Не використовується	Не використовується	Не використовується		Не використовується
Латунні трубопроводи
ЛАМш 77-2-0,05 + ЛАМш 77-2-0,05	Не використовується	Дріт БрАМц 9-2 + Ar	Не використовується	Не використовується		Не використовується	Не використовується
Л63+Л63 або ЛС 59-1 або ЛМц 58-2	Не використовується	Дріт БрКМц 3-1+Ar	Не використовується	Не використовується		Не використовується	Не використовується

Примітка: * Виріб фірми ESAB, Швеція

Особливості зварювання мідних трубопроводів. Зачищені і знежирені кромки зварюваних труб збираються за допомогою прихваток з використанням тих же матеріалів, що і для зварювання, однак при ручному зварюванні у захисних газах прихватка ніпелей до труб використовується без зварювального дроту окремими точками. В інших випадках присадний дріт обов’язково застосовується; розміри прихваток повинні бути мінімальними, не більше половини катета кутового шва згідно креслення або половини товщини стінки труби в стику при однопрохідному зварюванні і не більше катета чи висоти першого прохода при багатопрохідному зварюванні. Для труб з товщиною стінки ≤ 3 мм прихватки можуть бути по висоті чи катету рівними товщині стінки.

В залежності від розмірів зварюваних деталей і застосованого способу зварювання при виконанні прихваток довжина їх становить 5-20 мм, а кількість повинна забезпечити надійну фіксацію положення зібраних деталей.

Кількість прихваток залежить від типу зварних з’єднань:

• для поздовжних стикових з’єднань труб, виготовлених з листового метала – прихватка через кожні 100-120 мм

• для стикових кільцевих з’єднань, труб з проміжковими штуцерами і ніпелями, труб з усіма відгалуженнями – одна прихватка при діаметрі труби (відгалуження) < 32 мм, дві прихватки при діаметрі труби (відгалуження) 32-100 мм і 1 прихватка через кожні 100-150 мм при діаметрі труби (відгалуження) > 100 мм

• для фланців і кілець при зварюванні їх з трубами діаметром < 100 мм – одна-дві прихватки, діаметром 100-150 мм дві-три прихватки і діаметром > 150 мм - три-чотири прихватки.

Прихватки мають проварювати корень зібраного з’єднання і бути без дефектів, а перед зварюванням їх треба зачистити від оксидів, шлака і бризок метала.

Перед ручним і автоматичним зварюванням вольфрамовим електродом кореневих проходів «на вазі» необхідний піддув, тобто порожнина труби повинна бути заповнена аргоном. При цьому подача захисного газа припиняється після застигання повністю виконаних зварних з’єднань до Т=100-150 °С. В таких трубопроводах при зварюванні стикових з’єднань (на підкладних кільцях) і внапустку (в трубах) наскрізне проплавлення не застосовується. Для визначення часу початку зварювання з момента подачи аргона в порожнину труби керуються такими даними:

d_вн труби, мм 50-70 70-90 90-120 120-260 >260

Час заповнення труби довжиною 1 м, хв 1,2 -1,6 2,2-2,5 3,5-4,2 8,3-12 18

Ці дані дійсні при витраті аргона 10 л/хв для труб з внутрішнім діаметром до 120 мм і 15 л/хв при більшому діаметрі труб.

При зварюванні кутових швів кут нахилу електродного дроту (електрода) вибирається таким, щоб більша частина тепла дуги виділялася на більш товстій або теплопровідній деталі. При зварюванні плавким електродом для захисту біляшовної зони і поверхонь труб і приварюваних до них деталей наноситься спеціальне покриття (криоліт 30%, рідке натрієве скло 10%, вода 60%). Якщо перед зварюванням потребується попереднє підігрівання, захисне покриття наноситься в два шари зразу після закінчення підігріва; такого покриття достатньо і при багатопрохідному зварюванні.

Напівавтоматичне зварювання слід виконувати в нижньому або близькому до цього положенні, автоматичне зварювання плавким електродом і покритим електродом вручну – тільки у нижньому, автоматичне і ручне вольфрамовим електродом в будь-якому просторовому положенні.

Флюс 34А можна наносити у вигляді водного розчину сметаноподібного типа за допомогою кисті; після зварювання залишки флюса і захисного покриття вилучаються, а зварні з’єднання потребують ретельного очищення.

Ручне аргонодугове зварювання у монтажних умовах можливе, якщо відстань від зварюваної труби до підволока ≥150 мм, відстань до заважаючих предметів ≥400 мм, відстань від стика до переборки (стінки) по довжині труби ≥100 мм, від труби до палуби (стелі) ≥ 300 мм, від труби до борта (стінки) ≥150 мм.. При напівавтоматичному і ручному дуговому зварюванні покритими електродами відстань від труби до підволока ≥ 400 мм, а відстані до заважаючих предметів мають бути ≥90 мм.

Ручне дугове зварювання покритим електродом обертаємих з’єднань стикових і внапустку труб і зварювання з ними фланців (кілець) можливе при діаметрі труб ≥ 45 мм і товщині стінки ≥ 2 мм, а також зварювання відростків діаметром ≥ 38 мм при товщині стінок ≥ 2,5 мм, відгалужених штуцерів і приваришів діаметром ≥ 20 мм з трубами з товщиною стінок ≥ 3 мм. При товщині труб > 4 мм потребується попередній підігрів до Т=200-500 °С. Зварювання ведеться на постійному струмі зворотної полярності на параметрах режима, наведених в табл. 4.58.

Таблиця 4.58 – Орієнтовні параметри режима зварювання мідних трубопроводів вручну покритими електродами

Товщина стінки труби, мм	de, мм	Iзв, А
		При зварюванні стикових з’єднань	При зварюванні з трубами
			фланців і кілець	відростків, приваришів і відгалужених штуцерів
2 3 4 5 6 7	3 3-4 4-5 5 5 5	140-180 180-200 220-270 300-350 330-380 350-400	140-160 170-200 220-270 300-350 330-380 350-400	Не приварюються 130-170 180-220 240-260 260-280 280-300

Примітка: При зварюванні з’єднань внапустку зварювальний струм вибирається на 10-15А менше, ніж для стикових з’єднань.

Зварювання ведеться напрохід, короткою дугою при поступальному або зворотно-поступальному русі електрода у нижньому положенні, для чого необхідно періодично обертати вузли навкруг вісі труби. Зварювання всіх обертаємих стикових з’єднань виконується на підкладних кільцях або флюсовій подушці.

Зварювання поздовжних швів починається на західній і закінчується на вихідній планках.

Якщо прихватки були виконані вручну покритими електродами, вони по мірі виконання шва вилучаються.

При зварюванні слід запобігати обривів дуги; якщо це сталося, то ділянка шва з кратером має бути також вилучена.

Ручне дугове зварювання вольфрамовим електродом рекомендується для всіх типів з’єднань, у яких товщина стінок і діаметри труб менше, ніж це можливо при застосуванні напівавтоматичного зварювання плавким електрдом, а також при виконанні стикових неповоротних з’єднань труб і стикових з’єднань труб із штуцерами і ніпелями. Перед зварюванням кільцевих і поздовжних стикових з’єднань труб, сегментів колін при товщині стінок > 4 мм і зварюванні з такими трубами натискних шайб необхідне попереднє підігрівання до Т=200-500 °С. Зварювання мідних труб з бронзовими деталями виконується на змінному струмі (табл 4.59), або як і інші деталі, на постійному струмі прямої полярності (табл. 4.60, 4.61).

Таблиця 4.59 – Орієнтовні параметри режима ручного аргонодугового зварювання бронзових деталей з мідними трубами кутовими швами і внапустку

Товщина стінки труби, мм	dWe, мм	Iзв, А, при зварюванні з трубами
		приваришів і відгалужених штуцерів	проміжкових штуцерів	ніпелей
1,5 2 2,5 3	3 3-4 4 4-5	90-110 100-140 140-180 180-220	100-130 130-160 160-190 190-220	80-100 100-120 120-140 140-180

Примітка: Присадний зварювальний дріт діаметром 1,5-2 мм.

Таблиця 4.60 – Орієнтовні параметри режима ручного аргонодугового зварювання мідних трубопроводів

Тип з’єднання	Товщина стінки труби, відростка, мм	dWe, мм	dприс, мм	Iзв, А	Примітка
1	2	3	4	5	6
Стикове з’єднання на вазі	1-1,5 2-3 4-5 6-7 8-10	3 3-4 4-5 5 5	1,5-2 2-3 2-4 2-4 2-4	40-50 90-110 130-170 190-230 250-270	При зварюванні на підкладному кільці чи флюсовій подушці зварювальний струм збільшується на 20-40А
Внапустку	2-3 4-5	3-4 4-5	2-3 2-4	110-130 170-210	-
Стикові з’єднання штуцерів і ніпелей з трубами на пробках	3-4 3-4 5-6 5-6	3-4 3-4 3-4 3-4	- 2 - 2	130-140 (перший прохід) 120-130 (другий прохід) 190-210 (перший прохід) 180-190 (другий прохід)	Штуцери і ніпелі бронзові
З’єднання внапустку штуцерів з трубами	1,5 2 2,5 3-3,5	2-3 2-3 2-3 2-3	1,5 1,5 1,5 1,5	80-90 110-120 130-140 150-160	Штуцери і ніпелі бронзові При зварюванні ніпелей з трубами зварювальний струм зменшується в два рази

Продовження таблиці 4.60

1	2	3	4	5	6
Кутові з’єднання фланців з трубами	1,5 2 2,5 3	3 3 3 3	2 2-3 3 4	190-200 200-210 200-210 210-230	Фланці з латуні Л90 і ЛЦ16К4 При приварюванні кілець до труб зварювальний струм зменшується на 25-40 А
Кутові з’єднання відростків з трубами	1 1,5 2,5 3	3 3 3 4	1,5-2 1,5-2 2-3 3-4	50-60 60-80 100-120 120-150	-
Кутові з’єднання нажимних шайб з трубами	4 5 6	4-5 4-5 4-5	3-4 3-4 3-4	200-220 230-250 270-300	Приведений зварювальний струм першого прохода, подальші проходи виконуються при зварювальному струмі 150-200 А

Примітка: Витрата аргона в пальник 5-10 л/хв

Таблиця 4.61 - Орієнтовні параметри режима ручного зварювання в азоті особливої чистоти кутових з’єднань мідних трубопроводів

Товщина стінки труби, мм	dWe, мм	dприс, мм	Iзв, А, при зварюванні з трубами
			відростків	фланців	кілець
2,5 3 4 5	3 3 4 5	2-3 3-4 4-5 5	80-130 120-140 140-170 160-200	210-220 220-230 230-250 280-300	180-190 190-200 200-230 270-280

Примітка: Витрата азота в пальник 10-15 л/хв

Зварювання виконується напрохід при коливальному поперек шва русі електрода (виняток – зварювання кореневих проходів, яке ведеться без поперечних коливань).

В процесі зварювання кінець зварювального дроту повинен постійно знаходитися в зоні захисного газа. Дуга запалюється на графітовій пластині, якщо немає осцилятора, після розігріва кінця вольфрамового електрода вона переноситься на зварюваний вузол і починається процес зварювання. Не можна торкатися електродом до зварюваних поверхонь або зварювальної ванни. Якщо це трапилось, треба обірвати дугу, вилучити ділянку метала, де було торкання вольфрама, знежирити і протерти чистою ганчіркою з’єднання, збудити дугу і продовжити зварювання.

Зварник повинен обривати дугу плавно, повільно переміщуючи пальник на раніше виконану ділянку шва і протягом 10-15с ще захищати метал шва від впливу повітря, після чого пальник відводиться, і подача газа припиняється. Заварювання кратера виконується без зварювального дрота з поступовим переходом на раніше виконану ділянку шва і гасіння дуги, як було наведено раніше.

При зварюванні кореневих проходів «на вазі» шов утворюється за рахунок розплавлення зварювального дроту, кромок або притуплення, а при зварюванні на залишаючимся підкладному кільці – за рахунок кромок і підкладного кільця. При зварюванні кореневих проходів стикових з’єднань труб зі штуцером і ніпелем на мідній конусній пробці шов утворюється за рахунок розплавлення кромок (допускається використання присадного дрота).

Вольфрамовий електрод утримується перпендикулярно до вісі труби, а дріт подається під кутом 90° по відношенню до електрода.

Зварювання необертаємих стикових з’єднань і внапустку виконується окремими ділянками – знизу уверх, послідовно з одного і другого боку труби. Обертаємі з’єднання труб зварюються у нижньому і близькому до нього положенні. Початки і кінці всіх ділянок швів, обертаємих і необертаємих з’єднань, перекриваються на довжині 5-10 мм.

Стикові з’єднання сегментів колін зварюються, як правило, «на вазі», однобічним чи двобічними швами (в останньому випадку перший шов накладається знутри вузла) або на зйомному кільці чи флюсовій подушці.

У будь-якому разі спочатку заварюється одне стикове з’єднання, потім пристиковується і заварюється наступний сегмент і т.д. Поздовжні стикові з’єднання зварюються на флюсовій подушці, «на вазі» або на масивній мідній трубі з товщиною стінки ≥ 7 мм.

Приварювання відростків, рівнопрохідних або близьких по діаметру з трубами, виконується напрохід. Роботу починають там, де знаходиться з’єднання внапустку, а вузол повертається в процесі зварювання навкруги вісі труби два-три рази.

Відростки, які значно відрізняються по діаметру від діаметра труб, приварюються ділянками при одноразовому обертанні зварюваного вузла.

При однаковій товщині стінки відростка і труби пальник направляється по бісектрисі утворюваного між ними кута, а при різній товщині пальник нахиляється так, щоб більша кількість тепла виділялася на більш товстостінній деталі. При зварюванні кутовими швами фланців (кілець) з трубами в початковий момент дуга направляється головним чином на фланець (кільце); по мірі їх нагріва нахил пальника змінюється до положення, відповідного бісектрисі кута. Саме зварювання доцільно вести «човником», плавно або ступінчасто, обертаючи вузол, або у нижньому положенні. Дуга запалюється тільки на фланці (кільці) в місті розташування майбутнього шва. Таким чином приварюються і натискні шайби, але дуга запалюється на трубі.

Зварювання постійним струмом бронзових проміжкових штуцерів і ніпелей з трубами стиковими швами виконується в нижньому або близькому до нього положенні на суцільних конусних мідних пробках, які вводяться внутрішньо.

Перед зварюванням стикових і кутових з’єднань на зварювану кромку штуцера і ніпеля наноситься водний розчин флюса 34А. На початку їх зварювання по мірі нагріва кут нахилу змінюється, і тепло дуги розподіляється більш рівномірно між штуцером і трубою. Приварювання цих деталей на змінному струмі виконується таким же чином, але без флюса.

Автоматичне зварювання стикових з’єднань на вазі вольфрамовим електродом в аргоні і гелії рекомендується для труб діаметром ≥ 38 мм з товщиною стінки ≥ 2,5 мм: воно виконується на постійному струмі прямої полярності на параметрах режима, наведених в табл. 4.62.

Таблиця 4.62 – Орієнтовні параметри режима автоматичного зварювання вольфрамовим електродом необертаємих стикових з’єднань мідних і мідно-нікелевих труб зварювальним дротом діаметром 1,6 мм

Товщина стінки труби, мм	Діаметр труби, мм	dWe, мм	Номер прохода	Iзв, А	Uд, В	Vзв, м/г	Захисний газ
5 7 2,5-3 2,5-3 2,5-3 4 5 5 7 7	135 114 38* 38 38-85 80 110-135 110-135 114 114	4 5 2 2 2 3 3 3 3 3	1-6 1-8 1 2 1-2 1-4 1 2-5 1 2-8	260-270 270-290 100 100-105 100-105 180-200 200-205 210-220 200-205 220-230	10-11 10-11 11 11 10 8-9 8-9 8-9 8-9 8-9	15 14 11 11 9 15 15 16 16 14	Гелій Те ж саме Аргон Те ж саме Те ж саме Те ж саме Те ж саме Те ж саме Те ж саме Те ж саме

Примітка: * Режими наведені для зварювання з’єднань з зазором в стику. В інших випадках режими наведені для з’єднань без зазора в стику.

Перед зварюванням стикових з’єднань необхідно виставити пальник автомата так, щоб відстань від сопла пальника до поверхні труби була ≤ 6 мм; відрегулювати подачу зварювального дроту, так, щоб він направлявся по дотичній до кола стика, а кінець дрота торкався дна розчищення або поверхні попереднього шара на відстані 3-4 мм від можливої точки дотикання вольфрамового електрода і щоб дріт щільно притискався до місця дотикання; встановити заданий режим зварювання, перевірити налаштування автомата при його обертанні (без зварювання); продути протягом 1-2 хв шланги і пальник аргоном; заповнити порожнину труби азотом або аргоном, і після цього можна починати зварювання. Електрод при зварюванні кореневого прохода має переміщуватися над лінією стика, а присадний дріт – по лінії стика. При заповнені розчищення зварник зміщує електрод і дріт почергово до скосів розчищення. При наявності зазора в стику зварювання слід починати тільки на прихватці. На початку зварювання будь-якого прохода на ділянці довжиною 10-20 мм треба зробити місцеве підігрівання, для чого зварювання починається без подачи дроту, а останній подається тільки тоді, коли на поверхні дна розчищення або попереднього валика з’явиться ванночка розплавленого метала. Початок кожного прохода перекривається на довжині 10-20 мм, при цьому на ділянці перекриття треба здійснювати плавне гасіння дуги. Час гасіння при зварюванні труб з товщиною стінки ≤ 4 мм складає ≥ 4 с, а при товщині стінок 4-7 мм ≥ 5с. Після гасіння дуги автомат зупиняється, а захисний газ подається в пальник ще протягом 10-15 с.

Зварювання фланців з латуні Л90 в аргоні рекомендується при поєднанні з трубами діаметром ≥ 45 мм при товщині стінок ≤ 3 мм, фланців з латуні ЛЦ16К4 при товщині стінок труб ≥ 2,5 мм; в обох випадках зварювання виконується на постійному струмі прямої полярності.

Інші параметри режима наведені в табл. 4.63.

Таблиця 4.63 – Орієнтовні параметри режима автоматичного аргонодугового зварювання вольфрамовим електродом мідних і мідно-нікелевих труб з фланцями

Товщина стінки труби, мм	Зварювальний струм, А, при			Постійні параметри режима зварювання
	М3р з Л90 або ЛЦ16К4	МНЖ 5-1 з Л90
2,5 3 3,5 4 5	360-380 360-380 380-420 420-460 430-470	290-300 290-300 300-340 340-370 350-380	dWe= 6мм; dприс= 2мм; Vп.е.=30-50м/г; частота коливань електрода 60-120 в хв; розмах коливань електрода на 2-3мм менше ширини фаски на фланці; Uд=14-15В; Vзв=4-6 м/г; QAr=10-12 л/хв

Перед зварюванням необхідно налаштувати автомат таким чином, щоб вольфрамовий електрод був направлений в корень розчищення під кутом α = 50-55° згідно з рис. 4.7.

Рисунок 4.7 –Положення вольфрамового або плавкого електрода при налаштуванні і зварюванні на поперечному перерізі шва:

1 – труба, 2 – фланець

Його відповідність перевіряється при обертанні автомата без зварювання. Потім протягом 1-2 хвилин пальник і шланги продуваються аргоном, після чого виконується попередній підігрів початкової ділянки труби (1/6 частина периметра труби).

Підігрів можна здійснювати автоматом без подачи електродного дрота або стороннім джерелом тепла так, щоб поверхня труби не була оплавлена. Зварювання виконується з поперечними коливаннями пальника на параметрах, наведених в табл.4.63. При ширині фаски на фланці до 6 мм зварювання ведеться за один прохід, при більшій ширині – за 2-3 проходи. Початок кожного прохода перекривається на довжині 10-15 мм, при цьому на ділянці перекриття плавно гаситься дуга протягом 7-15 с.

Напівавтоматичне зварювання плавким електродом в захисних газах застосовується при зварюванні поворотних з’єднань встик і внапустку труб при їх діаметрі ≥ 45 мм і товщині стінок 2-2,5 мм і більше, для зварювання фланців, кілець і натискних шайб з трубами діаметром ≥ 24 мм і товщині стінок ≥ 2 мм, для приварювання до труб відростків діаметром ≥ 24 мм або ≥ 55 мм (в залежності від співвідношення діаметрів відростка і труби) і товщині стінок труб ≥ 2,5 мм; для зварювання відгалужених штуцерів і приваришів діаметром ≥ 20 мм при товщині стінок труб ≥ 2,5 мм; для зварювання з’єднань внапустку проміжкових штуцерів і ніпелей з трубами діаметром ≥ 24 мм і товщиною стінок ≥ 2 мм, а також для зварювання поздовжних швів на підкладках труб, виготовлених з листового матеріала товщиною ≥ 2,5 мм. Цей спосіб можна застосовувати і при комбінованому зварюванні при тих же діаметрах і товщинах стінок.

Труби з товщиною стінок ≥ 5 мм (в залежності від конструкції з’єднання) перед зварюванням потребують підігрівання до Т=200-500 °С за допомогою будь-яких способів. Зварювання ведеться на постійному струмі зворотної полярності на параметрах режима, наведених в табл. 4.64.

Таблиця 4.64 – Орієнтовні параметри режима напівавтоматичного зварювання мідних трубопроводів в азоті електродним дротом діаметром 1 мм

Тип з’єднання	Товщина стінки труби, мм	Iзв, А	Uд, В
Стикове з’єднання труб і сегментів колін на підкладному кільці, флюсовій подушці або по підварюваному шву Труби, з’єднані внапустку Поздовжні стикові на флюсовій подушці Кутові з’єднання фланців з трубами* Кутові з’єднання кілець і натискних шайб з трубами** Кутові з’єднання відростків з трубами* Кутові з’єднання відгалужених штуцерів і приваришів з трубами*	2,5-3 3,5-4 4,5-5 2,5-3 4-5 2,5-3 4-5 2-3 3,5-4 4,5-7 2-3,5 4-7 3-4 5-7 3,5-7	170-180 210-230 250-260 210-220 230-240 210-230 260-270 220-230 240-250 260-270 180-220 250-260 210-250 260-270 230-270	26-27 28-29 31-32 28-29 30-31 29-30 30-32 31-32 32-33 33-34 29-32 33-34 30-31 31-32 30-32

Примітки: * При товщині стінок ≥ 5 мм необхідне підігрівання

** При товщині стінок ≥ 6 мм необхідне підігрівання

Перший прохід в багатопрохідних швах виконується без поперечних коливань, а подальші проходи з поперечними коливаннями пальника. Після перерви дуга запалюється на виконаній і зачищеній ділянці шва на відстані 10-15 мм від кратера, який заварюється до застигання метала шва шляхом короткочасного вмикання напівавтомата. Не можна запалювати дугу на прихватці. Після кожного обрива дуги слід затримати пальник над місцем обрива на 10-15 с для захиста метала шва від повітря. В якості вилучаємих підкладок можна використовувати флюсові подушки з будь-яким флюсом для зварювання вуглецевих або легованих сталей, яка найбільш ефективна при зварюванні поздовжних швів, мідні труби з товщиною стінок ≥ 10 мм, суцільні мідні конусні пробки, найбільш доцільні при приварюванні фланців і кілець до труб з товщиною стінок < 3 мм, мідні кільця з товщиною стінок ≥ 10 мм.

Перед зварюванням поздовжних швів до труби треба приварювати західні і вихідні планки товщиною, рівній товщині стінки труби (якщо у неї відсутні вилучаємі припуски), на яких починається і закінчується зварювання шва. Кільцеві з’єднання сегментів колін зварюються на зйомному кільці або флюсовій подушці, або двобічними швами, причому першим виконується шов знутри коліна або по кореневому проходу, виконаному зовні коліна ручним зварюванням у захисних газах. У будь-якому випадку спочатку зварюється і приймається одне стикове з’єднання, а потім пристиковується і заварюється наступний сегмент і т.д. Кільцеві стикові з’єднання труб зварюються також і на залишаючихся мідних кільцях або по кореневому проходу, виконаному зовні вручну вольфрамовим електродом.

У всіх випадках при зварюванні кільцевих з’єднань рекомендується певне підкантування вузла під час зварювання, при цьому напрямок зварювання має бути назустріч напрямку обертання вузла.

При ступінчастому обертанні, тобто зварюванні ділянками, кінець попередньої ділянки має бути перекритим на довжині 7-10 мм. Електродний дріт завжди треба направляти радіально вісі труби. Зварювання з’єднань внапустку труб і труб з ніпелями рекомендується виконувати так, як показано на рис. 4.8.

Рисунок 4.8 – Положення труби при зварюванні обертаємих з’єднань внапустку:

1 – напрямок зварювання, 2 – напрямок обертання труби

З’єднання труб внапустку можна здійснювати і при їх горизонтальному положенні.

Зварювання фланців, кілець і проміжкових штуцерів з трубами при товщині стінок ≤ 7 мм виконується в положенні «човником» або при вертикальному розташуванні труби, а фланців з трубами з товщиною стінок 8-15 мм тільки «човником» - спочатку з тильного боку фланця, а потім з боку роз’єма. При зварюванні фланців і кілець з трубами з товщиною стінок ≤ 3мм дозволяється піддувати у трубу азот.

При зварюванні ось електродного дроту повинна завжди співпадати з площиною, яка проходить через ось труби, і направлятися, приблизно, по бісектрисі кута (утвореного фланцем або кільцем з трубою) при товщині стінок труб до 3,5-4 мм, а при більшій товщині стінок дугу треба направляти головним чином на трубу. Запалювати дугу слід на трубі в районі розташування шва. Аналогічно приварюються і натискні шайби, але в цьому разі можна використовувати і комбінований спосіб зварювання. Для приварювання відростків, штуцерів і приваришів, рівних чи мало відрізняючихся по зовнішньому діаметру від діаметра труби, необхідно періодично повертати зварюваний вузол навкруги вісі труби так, щоб проводити зварювання в нижньому або близькому до нього положенні.

Якщо товщина стінки відростка і труби ≤ 6 мм, то ділянки шва треба розносити, і зварювання у першу чергу виконувати там, де стінка відростка тонша. При більшій товщині стінок зварювання виконується напрохід. Відгалуження, значно відрізняючися по зовнішньому діаметру від діаметра труби, приварюються двома ділянками при багатократному обертанні вузла. При приварюванні відростків з товщиною стінок меншій, ніж товщина стінки труби, тепло дуги направляється головним чином на трубу.

Автоматичне зварювання плавким електродом в захисних газах використовується для поєднання мідних і мідно-нікелевих труб з латунними фланцями. Так, фланці з латуні Л90 зварюються з трубами діаметром ≥ 45 мм при товщині стінок <3 мм, а з латуні ЛЦ16К4 при товщині стінок ≥ 2,5 мм. Зварювання виконується на параметрах режима, наведених в табл. 4.65. Перед зварюванням треба настроїти автомат у відповідності з даними табл. 4.65 і перевірити його роботу без зварювання. Потім виконується місцевий підігрів труби (при товщині стінки ≥ 5 мм) будь-яким джерелом тепла і продувка пальника і шлангів азотом протягом 1-2 хв. Не можна починати зварювання на прихватці.

Таблиця 4.65 – Орієнтовні параметри режима автоматичного зварювання* плавким електродом в азоті мідних труб з фланцями при Q_N2=20-22 л/хв

Товщина стінки труби, мм	Діаметр труби, мм	Iзв, А	Uд, В	Vзв, м/г	Параметри настроювання автомата (рис.4.7)
					Кут α, град	Розмір а, мм
Електродний дріт діаметром 1,4 мм
3 5 7	65 90 114	380-400 340-360 380400	29-30 31-33 33-34	27-28 16-17 12-16	65 48-50 45-48	3-3,5 2-3 2-3
Електродний дріт діаметром 1,2 мм
3 5 5 5	65 60 80 90	280-300 290-310 290-310 290-310	31-32 32-33 32-33 32-33	17 18 16 15	55 50 50 50	2-3 0** 0** 0**

Примітки: * Зварювання за один прохід

** Дріт направляється в корень розчищення

Підігрів труби перед зварюванням другого прохода виконується тільки тоді, коли виникла перерва після зварювання першого прохода. Після приварювання фланців кратер заварюється вручну вольфрамовим електродом.

Особливості зварювання мідно-нікелевих трубопроводів. При зварюванні трубопроводів із сплава МНЖ 5-1 залишаються в силі всі загальні технологічні рекомендації і вказівки, які були наведені раніше стосовно зварювання мідних трубопроводів, а способи зварювання і електродні матеріали для них наведені в табл. 4.57. Зварювання, як правило, виконується без попереднього підігрівання і тільки при поєднанні фланців до труб з товщиною стінки >10 мм воно потребується.

Ручне дугове зварювання покритими електродами на постійному струмі зворотної полярності допускається дуже рідко, коли використання інших видів неможливо. Параметри режима вибираються в залежності від товщини стінки труби:

Товщина стінки, мм d_e, мм I_зв, А

2-2,5 3 110-140

3 3 120-160

4-5 4 160-200

Зварювання обертаємих трубних стикових з’єднань і внапустку і приварювання до труб фланців (кілець) виконується при діаметрі труб ≥ 45 мм і товщині стінок ≥ 2 мм, відростків діаметром ≥ 38 мм і товщині стінок ≥ 2,5 мм, відгалужених штуцерів і приваришів при діаметрі ≥ 20 мм і товщині стінок труб ≥ 2,5 мм. Процес ведеться тільки однопрохідним способом напрохід короткою дугою при поступовому переміщенні електрода, тобто ниточним швом без поперечних коливань. Якісні прихватки не вирубаються, але починати зварювання на прихватках не можна.

Зварювання стикових з’єднань ведеться з використанням залишаючихся мідно-нікелевих або зйомних мідних підкладних кілець чи флюсових подушок.

При зварюванні відповідальних штуцерів, приваришів, відростків і фланців (кілець) з трубами з товщиною стінок ≥ 4 мм електрод направляється в кут по бісектрисі, а при товщині стінок < 4 мм електрод зміщується так, щоб дуга горіла головним чином на фланці (кільці), привариші, штуцері.

Ручне зварювання у захисних газах стикових з’єднань труб виконується багатопрохідними швами, причому кожний подальший прохід накладається після очищення і охолодження попереднього до Т=50-60 °С. Бронзові деталі зварюються з трубами тільки на постійному струмі прямої полярності; витрата аргона становить 5-10 л/хв, азота – 10-13 л/хв, інші параметри режима наведені в табл. 4.66 – 4.69.

Таблиця 4.66 - Орієнтовні параметри режима ручного аргонодугового зварювання стикових з’єднань мідно-нікелевих труб і труб зі штуцерами і ніпелями

Тип з’єднання	Товщина стінки труби, мм	dWe, мм	dприс, мм	Iзв, А, при
				першому проході		другому проході
				на вазі	на підкладному кільці (подушці)		на вазі	на підкладному кільці (подушці)
Необертаємі кільтцеві	1,5 2 2,5 3 4 5 10*	2-3 2-3 3-4 3-4 3-4 4-5 5	2-3 2-3 2-4 2-4 2-5 2-5 3-5	50-60 55-65 60-70 70-80 80-90 90-100 160-170	- 70-80 80-90 90-100 100-110 110-120 170-190		60-70 65-75 70-80 80-90 90-100 100-110 260-270	- 80-90 90-100 100-110 120-130 130-140 260-280
Обертаємі кільцеві зі штуцерами і ніпелями	3-4 5-6	3-4 5	2 2	- -	110-120 160-180		- -	100-110 140-160
Обертаємі кільцеві і поздовжні	3 4 5	3-4 4-5 5	4-5 4-5 5	- - -	130-140 150-160 17-180		- - -	140-150 150-160 180-190

Примітки: * Третій і подальші проходи виконуються при I_зв = 280-300А

Таблиця 4.67 – Орієнтовні параметри режима ручного зварювання в азоті кутових з’єднань мідно-нікелевих трубопроводів

Товщина стінки труби, мм	dWe, мм	dприс, мм	Iзв, А, при зварюванні з трубами
			відростків	фланців	кілець
2,5 3 4 5	3 3 4 5	2-3 3-4 4-5 5	70-115 105-120 120-150 130-170	180-190 190-200 200-220 240-260	155-170 170-200 180-210 230-240

Таблиця 4.68 – Орієнтовні параметри режима ручного аргонодугового зварювання кутових з’єднань і внапустку мідно-нікелевих трубопроводів

Товщина стінки труби, відростка, мм	dWe, мм	dприс, мм	Iзв, А при зварюванні з трубами деталей і з’єднань труб внапустку
			відростків	відгалужених штуцерів і приваришів	проміжкових штуцерів	ніпелей	фланців	кілець	з’єднань труб внапустку
1 1,5 2 2,5 3 4 5	2-3 2-3 2-3 3-4 3-4 4-5 5	2 2 2-3 2-3 3-4 4-5 5	30-40 50-80 50-80 80-120 120-140 140-170 160-200	- 70-100 70-120 100-150 160-180 170-190 180-200	40-50 80-90 100-120 120-130 140-150 170-190 -	40-50 50-60 80-100 100-120 120-140 140-160 -	- 180-190 190-200 190-200 200-220 220-240 240-260	- 160-170 170-180 180-190 190-200 200-210 210-230	- - - - 130-140 150-160 170-180

Автоматичне зварювання стикових з’єднань труб вольфрамовим електродом здійснюється в аргоні, як і приварювання латунних фланців з Л90 до труб при товщині їх стінок 2,5-3 мм. При зварюванні стикових з’єднань довжина ділянки прогріва має дорівнювати 5-10 мм, а витрата аргона в пальник становитиме 8-10 л/хв.

Напівавтоматичне зварювання плавким електродом у захисних газах більш продуктивне порівняно з процесом зварювання неплавким електродом, тому воно у повному обсязі може бути реалізоване, як при зварюванні мідно-нікелевих трубопроводів, так як приварювання до них різних деталей на параметрах режима, наведених в табл. 4.69 і 4.70.

Зварювання ведеться на постійному струмі зворотної полярності з витратою в пальник аргона 8-10 л/хв, а азота – 18-20 л/хв. Орієнтовна швидкість зварювання найбільш часто зварюваних вузлів – фланців і кілець з трубами при d_e=1 мм становить 17-19 і 16-17 м/г для труб з товщиною стінок відповідно 2-3 і 4-5 мм, а при d_e=1,2 мм – 16-18 м/г для труб з товщиною стінок 8-10 мм.

Таблиця 4.69 – Орієнтовні параметри режима напівавтоматичного зварювання в захисних газах мідно-нікелевих трубопроводів електродним дротом діаметром 1мм

Тип з’єднання	Товщина стінки труби, мм	В аргоні		В азоті
		Iзв, А	Uд, В	Iзв, А	Uд, В
Стикові з’єднання труб і сегментів колін на підкладному кільці, флюсовій подушці по підварювальному шву	2-3 3,5-4 4,5-5	140-160 170-180 190-200	22-23 23-24 23-24	130-150 160-170 170-180	25-26 26-27 27-28
З’єднання труб внапустку	2-5 2,5-5	150-170 -	22-24 -	- 130-150	- 25-28
Поздовжні стикові з’єднання труб на флюсовій подушці	2,5-3,5 4-5	210-220 240-250	24-25 24-25	150-170 180-200	29-30 30-31
Кутові з’єднання фланців з трубами	2-3 4-5	200-220 -	23-24 -	180-210 230-250	28-31 32-33
Кутові з’єднання кілець з трубами	2-3 4-5	170-180 -	23-24 -	160-180 210-220	26-27 30-32
Кутові з’єднання відростків з трубами	2,5-3 3,5-4 4,5-5 3-5	140-150 160-180 190-210 -	23-24 23-24 24-25 -	- - - 180-200	- - - 29-30
Кутові з’єднання відгалужених штуцерів і приваришів, проміжкових штуцерів і ніпелей з трубами	2,5-3 3,5-4 4,5-5	140-150 170-180 180-190	22-23 23-24 23-24	- - -	- - -

Примітки: 1.Зварювання всіх типів з’єднаннь виконується в один прохід

2.Зварювання поздовжних стикових з’єднань, кутових з’єднань фланців (кілець) з трубами можливе в аргоні електродним дротом діаметром 1,2

мм.

Таблиця 4.70 – Орієнтовні параметри режима напівавтоматичного зварювання в азоті мідно-нікелевих трубопроводів електродним дротом діаметром 1,2 мм

Тип з’єднання	Товщина стінки труби, мм	Кількість проходів	Iзв, А	Uд, В
Стикові з’єднання труб і сегментів колін на підкладному кільці, флюсовій подушці або по підварювальному шву	4-5 8-10 15	1 2 3	180-200 190-210 210-240	28-30 29-30 30-32
Кутові з’єднання фланців з трубами	8 15	1-2 2-3	250-280 280-300	26-28 28-30
Кутові з’єднання відростків з трубами		1 2-3 1 3 5	200-220 220-230 240-250 240-250 250-270	26-28 32-34 32-34 32-34 34-36
Кутові з’єднання відгалужених штуцерів і приваришів з трубами	8 15	1 1	180-200 200-220	24-26 26-28

Примітки: 1. В кутових з’єднаннях фланців з трубами указано кількість проходів з кожного боку фланця.

2. В кутових з’єднаннях відростків з трубами в чисельнику наведена товщина стінок відростків, в знаменнику – труб

При зварюванні фланців, кілець і проміжкових штуцерів з трубами дуга запалюється тільки на фланці, кільці, штуцері в зоні розташування майбутнього зварного шва. При цьому нахил електродного дроту має бути таким, щоб тепло дуги виділялось головним чином на фланці (кільці). Так, при товщині стінок труб 2-5 мм кут нахилу до фланця (кільця) має бути 55-65°, при товщині стінок 7-15 мм кут нахилу складає 70-80°.

Автоматичне зварювання плавким електродом в захисних газах, в основному, застосовується для поєднання латунних фланців Л90 з мідно-нікелевими трубами діаметром ≥ 45 мм в азоті при товщині стінок труб ≥ 5 мм і суміші азота з аргоном при товщині стінок труб 3-4,5 мм на параметрах режима, наведених в табл. 4.71.

При цьому витрата азота в пальник складає 20-22 л/хв, а в разі використання суміші газів – азота 15-16 л/хв, а аргона 5-6 л/хв

Особливості зварювання трубопроводів з латуні. На зварювання латунних трубопроводів розповсюджуються загальні положення щодо очищення труб і деталей, підготовки вольфрамових електродів, постановки прихваток, техники обриву дуги і т.і.

Газове зварювання латунних трубопроводів із сплава Л63 виконується окислювальним полум’ям із співвідношенням кисню до ацетилену 1,3-1,4.

При зварюванні труб розміром 45х3 мм треба використовувати полум’я потужністю 300-450 л/г і зварювальні прутки чи дріт діаметром ≥ 3мм.

Таблиця 4.71 – Орієнтовні параметри режима автоматичного зварювання плавким електродом мідно-нікелевих труб з фланцями Л90

Товщина стінки труби, мм	Діаметр труби, мм	Номер прохода	Iзв, А	Uд, В	Vзв, м/г	Положення електродного дроту при настроюванні і зварюванні (рис. 4.7)
						Кут α, град	Розмір а, мм
Електродний дріт діаметром 1,4 мм Зварювання в азоті
3 5 7 10 10	55 90 114 220 220	1 1 1 1 2	360-380 360-380 380-400 380-400 360-380	28-29 28-29 29-30 30-31 29-30	27-28 21-22 12-13 12-13 21-22	70 70 65 65 55	4-5 4-5 3-4 2-3 2-3
Електродний дріт діаметром 1,2 мм Зварювання в азоті
5 7 7 8 8 10 10 15 15	90 114 114 165 165 220 220 270 270	1 1 2 1 2 1 2 1 2	300-320 330-360 290-310 340-360 300-320 340-360 300-320 340-360 300-320	30-31 31-32 30-31 32-33 30-32 32-33 30-32 32-33 30-32	22 14 26 11 22 10 20 10 19	64 64 50 65 50 65 50 65 50	4-5 5 3-4 4-5 3-4 4-5 3-4 4-5 3-4
Електродний дріт діаметром 1,2 мм Зварювання в суміші азота і аргона
3 4 5	45 60 110	1 1 1	260-280 270-290 310-320	25-26 26-27 28-30	19 18 18	60 63 65	4-5 4-5 4-5

Необхідне співвідношення газів в полум’ї досягається додатковою подачою кисню до нейтрального полум’я, щоб його друга зона і ядро зменшилися в розмірах, і полум’я стало б більш гучним. При такому надлишку кисню виключається попадання водню з полум’я у зварювальну ванну і розчинення його там. Це зменшує випарювання цинка і запобігає утворення пор в швах. В процесі зварювання треба лише оплавляти зварювані поверхні і зразу ж вводити присадний дріт, який має вміщувати кремній для зменшення випарювання цинка.

Зварювання доцільно проводити у нижньому положенні, при нагріванні деталей з різною товщиною стінок полум’я направляється головним чином на більш товсту або теплопровідну деталь. З метою рівномірного нагрівання пальником виконується коливальний рух, а зварне з’єднання і кінець прутка повинні знаходитися в захисній оболонці полум’я. Охолодження має бути проведено на повітрі і ні в якому разі у воді.

Ручне аргонодугове зварювання вольфрамовим електродом вузлів трубопроводів з латуні марки ЛАМш 77-2-0,05 (труби розміром 55х3 мм) ведеться на змінному струмі без підігріва і без подачи захисного газа в порожнину труби. Основні параметри режима: d_We= 4 мм; d_прис=3-5 мм; I_зв=220-240 А; Q_Ar=8-12 л/хв.

Стикові з’єднання зварюються в 2 проходи, а кутові і внапустку – одним проходом. При зварюванні кутових з’єднань потребується плавна або ступінчаста підкантовка вузла при виконанні зварювання тільки «на підйом». З’єднання труб внапустку можна здійснювати при горизонтальному (підкантовка вузла) або вертикальному положенні труби, а труб з фланцями при положенні «човником» або при вертикальному положенні труби. У всіх випадках початок і кінець кожної ділянки шва перекривається на довжині 5-10 мм.

При зварюванні кутових з’єднань труб із сплава Л63 з фланцями ЛМц 58-2, ЛС 59-1, Л63 і кільцями Л63 застосовується постійний струм прямої полярності і такі параметри режима: d_We= 3-4 мм; d_прис=3 мм; I_зв=150-160 А і 230-240 А відповідно до діаметра електрода; Q_Ar=8-10 л/хв. Зварювання ведеться без підігріва труби в її вертикальному положенні. Щоб не було пропалів в трубі, в ній розміщується мідна суцільна конусна пробка. На початку роботи електрод направляється на фланець (кільце), по мірі їх нагрівання кут нахила змінюється до положення бісектриси кута.

Особливості поєднання трубопроводів із різнородних матеріалів. В судових конструкціях виникає необхідність пропускання мідних і мідно-нікелевих трубопроводів через сталеві поперечні і поздовжні переборки, цистерни, інші ємності без втрати міцності і щільності в місці з’єднання. Це забезпечується завдяки використанню спеціальних переборочних стаканів і фланців при товщині стінок труб 1,5-6 мм і вваришів при товщині стінок труб 2,5-8 мм (в останньому випадку тільки з трубами із сплава МНЖ 5-1) (рис.4.9).

Рисунок 4.9 – Схема поєднання сталевих конструкцій з мідними і мідно-нікелевими трубами:

1 – переборка, 2 – переборочний стакан, 3 – мідна або мідно-нікелева труба,

4 – переборочний фланець, 5 – ввариш, 6 – метал, наплавлений дротом МНЖКТ 5-1-0,2-0,2,

7 – мідно-нікелева труба

На зварювання трубопроводів з різнорідних металів розповсюджуються загальні положення наведені раніше для зварювання мідних і мідно-нікелевих трубопроводів, однак при цьому треба ураховувати додаткові труднощі.

Так, при зварюванні технологія повинна забезпечити відсутність наскрізного проплавлення і пропала стінки труби при умові одержання міцних і щільних зварних швів при мінімальному проплавленні сталевих деталей, інакше при великому вмісті заліза в зварному шві зизиться його корозійна стійкість.

Додаткові труднощі виникають, якщо мідні чи мідно-нікелеві труби треба зварювати з корозійностійкою сталлю типа 18-8, яка в контакті з розплавленою рідкою міддю чи з її сплавом схильна до утворення макротріщин, іноді наскрізних, видимих неозброєним оком. Самі по собі сталі такого класа схильні до утворення гарячих тріщин, тому технологія і техніка зварювання та наплавлення повинні передбачати ведення процеса при мінімальному зварювальному струмі і швидкості зварювання; направляти дугу треба на трубу і зварювальний дріт, по можливості тільки оплавляючи поверхню сталі. Не можна починати наплавлення з кромки сталевої деталі, наплавлення кожного подальшого прохода можна здійснювати тільки після застигання деталі до Т=100 °С і нижче.

При збиранні вузлів (рис. 4.9) необхідно, щоб кільцевий зазор був рівномірним і не перевищував 0,5 мм, а при збиранні труби із проточеною частиною наплавленого сталевого корпуса ввариша перевищення облицьовки труби було менше 1 мм.

Втулки для стаканів і фланців, виготовлені з вуглецевої і корозійностійкої сталі, зварюються кутовими швами вручну аргонодуговим способом із застосуванням присадного дроту марки МНЖКТ 5-1-0,2-0,2 на постійному струмі прямої полярності на параметрах режима, наведених в табл. 4.72.

Таблиця 4.72 – Орієнтовні параметри режима ручного аргонодугового зварювання сталевих втулок і фланців з трубами

Товщина стінки труби, мм	dWe, мм	dприс, мм	Iзв, А при зварюванні з трубами
			мідно-нікелевими	мідними
1,5-2 3 4 5-6	2-3 3-4 4-5 5	2-3 3-4 4-5 4-5	80-90 100-110 120-130 130-140	100-110 120-130 160-180 180-200

Витрата аргона становить 5-10 л/хв.

Зварювання в цеху виконується у нижньому положенні, а в монтажних умовах – в два напівобертання – знизу уверх, перекриваючи початок і кінець проходів на довжині 5-10 мм і направляючи дугу головним чином на трубу і зварювальний дріт. Вольфрамовий електрод направляється по бісектрисі кута, а дріт під кутом 90° по відношенню до електрода. При обриві дуги кратер заплавляється без присадного дроту з поступовим переходом на раніше виконаний шов, плавно гасячи дугу, після чого ще протягом 10-15 с необхідно захищати метал шва від впливу повітря.

При товщині стінки мідної труби 6 мм перед зварюванням її можна підігріти до Т=200-500 °С.

Наплавлення кутових проходів шва першого шару, в тому числі при зварюванні ввариша зі стінкою труби, виконується в положенні «човником», інші шари накладаються в нижньому положенні напрохід при плавній і ступінчастій підкантовці ввариша, чередуючи наплавлення кільцевих валиків шва з одного і другого боку ввариша (рис. 4.10), на параметрах режима, наведених в табл. 4.73 і 4.74.

Рисунок 4.10 – Схема наплавлення корпуса ввариша:

1-11 – послідовність виконання валиків шва, в – ширина валика

Таблиця 4.73 – Орієнтовні параметри режима ручного аргонодугового наплавлення і зварювання вваришів при Q_Ar=8-10 л/хв

Операція	dWe, мм	dприс, мм	Iзв, А
Наплавлення шара: першого другого подальших Зварювання труби з наплавленим металом	4 4 5 5	4 4 5 3	140-150 170-180 220-240 160-170

Таблиця 4.74 – Орієнтовні параметри режима напівавтоматичного наплавлення і зварювання вваришів при Q_Ar= 15-18 л/хв

Операція	de, мм	Iзв, А	Uд, В
Наплавлення шара: першого другого і подальших Зварювання труби з наплавленим металом	1 1,2 1,2	150-160 240-270 250-270	24-26 25-26 24-25

При наплавленні першого шару дуга направляється на зварювальний дріт, подальші шари наплавляються при нахилі наплавляємої поверхні під кутом ≤ 15°. Кожний подальший валик, як при ручному, так і при напівавтоматичному наплавленні, накладається тільки після охолодження ввариша до Т=100 °С і повинен перекривати попередній на 1/3 його ширини. Наплавлення корпуса ввариша можна поєднувати з одночасним приварюванням його до труби, причому наплавлений валик повинен перекривати і торець труби. Кожний наплавлений валик і весь шар треба ретельно очищати. Кількість наплавлених шарів на ввариші має бути не менше трьох, так щоб наплавлена поверхня після механічної обробки була розташована в третьому або подальших шарах. Додержання технології і техніки проведення зварювальних робіт забезпечує одержання якісних зварних з’єднань, рівноміцних основному (кольоровому) металу.