4.5.2. Сварка труб в раструб

Стыковая сварка труб малого диаметра (16-50) мм и с толщиной стенки менее 4 мм становится неэффективной из-за больших деформаций сдвига, возможного смещения торцевых поверхностей друг относительно друга и значительного перекрытия внутреннего сечения труб гратом. В этих случаях рекомендуется применять сварку в раструб.

Сварка труб в раструб имеет две разновидности. В первом случае раструб формируют на одной из труб (рис.4.15, а), во втором – в качестве соединительных элементов стыкуемых труб используют литые детали (муфты, тройники, переходы, угольники и др.) (рис.4.15, б).

Ориентировочные значения параметров режима стыковой сварки труб нагретым инструментом приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Рис.4.15. Сварные соединения труб враструб: а – сварка с формированием раструба на одной из труб; б – сварка труб с соединительной муфтой; 1 – труба с раструбом; 2 – муфта

При сварке в раструб используют инструмент, состоящий из гильзы и дорна (рис.4.16). Гильза служит для оплавления наружной поверхности конца трубы, а дорн предназначен для оплавления внутренней поверхности раструба.

Технологический процесс сварки нагретым инструментом в раструб включает в себя следующие операции:

- очистку и обезжиривание труб;

-установку и центровку труб в зажимах сварочного устройства;

- ввод нагревательного инструмента и его удаление после нагрева;

- стыковку соединяемых элементов;

- охлаждение сварного соединения.

Рис. 4.16. Схема сварки враструб: а – нагреватель и стыкуемые детали; б – нагрев свариваемых поверхностей; в – сварное соединение трубы с муфтой; 1 – соединительный элемент; 2 – дорн; 3 – нагреватель; 4 – гильза; 5 – труба; 6 – ограничительный хомут; 7 – сварной шов

Для фиксации глубины вдвигания трубы в раструб используют ограничительные хомуты, боковые плоскости которых должны быть соответствующим образом обработаны, чтобы обеспечивалось уплотнение и формование выдавленного наружу грата.

Основными технологическими параметрами сварки в раструб являются:

- температура нагретого инструмента;

- скорость надвигания трубы на инструмент;

- время оплавления соединяемых деталей;

- давление на сварной шов.

Давление возникает за счет разности наружного диаметра оплавленного конца трубы и внутреннего диаметра оплавленного раструба, т.е. натяга. Натяг создается тем, что дорн имеет наружный диаметр на 0,3-0,6 мм меньше внутреннего диаметра гильзы.

Температура нагретого инструмента назначается исходя из свойств свариваемого материала. При пониженных температурах (и, соответственно, длительном нагреве) возможны перегрев и потеря устойчивости трубы при соединении её с раструбом, что особенно характерно для тонкостенных труб. При повышенных температурах существует опасность разрушения сварных соединений по поперечным сечениям в зоне торца трубы и раструба.

Скорость надвигания трубы на нагретый инструмент должна быть максимально возможной. Медленное надвигание приводит к прогреву трубы или раструба на всю толщину и потере устойчивости.

При оплавлении сначала вводят нагреватель дорном в раструб, а затем через 10-15 с прямой конец трубы вводят в гильзу.

Время оплавления (выдержку на нагретом инструменте) выбирают из условия равномерного проплавления всей площади сварки на глубину 1-1,5 мм.

При большей глубине оплавления возможны потеря устойчивости концов трубы и раструба и их деформация при вдвигании трубы в раструб (осадке). При правильном выборе времени оплавления у кромок торца раструба и на трубе по всему периметру образуется грат высотой 1-2 мм.

Промежуток времени между оплавлением и осадкой, необходимый для удаления инструмента, должен быть как можно короче.

На стадии осадки после полного вдвигания конца трубы в раструб не допускается проворачивание труб относительно друг друга.