Как выполняется сварка труб отопления – правила сваривания металлических и пластиковых труб

Для стыковки между собой полипропиленовых деталей обычно применяют один из двух способов, чем лучше варить трубы отопления:

1. Раструбная сварка. Осуществляется погружением одного конца трубы в другой.
2. Муфтовая сварка. Применяется промежуточный элемент — муфта.

Для коммутации комплектующих из полипропилена используется диффузионная сварка. В процессе ее реализации происходит нагревание отдельных узлов контура с помощью специального паяльника мощностью 1500 В. Подобные приборы работают от обычной сети 220 В. В среднем на нагревание уходит не более 5 с. Характеристики полипропилена таковы, что его плавление начинается при температуре +27 градусов. Нужную температуру нагревания можно выставить на регуляторе температуры.

Процесс сваривания полипропилена в разные времена года имеет свои отличия. Если процедура проводится зимой в условиях улицы, продолжительность нагревания несколько увеличивают. Такой же принцип справедлив при работе с трубами большого диаметра: как правило, их нужно разогревать в течении 30 с. Специальная насадка на приборе обеспечивает одновременный разогрев всех поверхностей, которые будут стыковаться (имеется в виду труба и муфта). По ходу повышения температуры на деталях появляются «отбортовки».

По достижению нужной температуры элементы нужно извлечь с насадок и состыковать вместе, соблюдая равномерность нажатия с обеих сторон. Отдельные части после стыковки в разогретом состоянии запрещается сдвигать или крутить, иначе шов потеряет свою прочность. Чтобы соединение имело достаточную крепость, детали в соединенном состоянии нужно выдержать не менее 30 с. Признаком излишнего нагревания поверхности труб является приобретение ею коричневого цвета.

Виды трубопроводов и сварка

Трубопроводов существует огромное количество, которые используются для перемещения разных материалов и рабочих жидкостей. Отталкиваясь от их предназначения, есть следующая классификация:

• технологические;
• магистральные;
• промышленные;
• трубопроводы газоснабжения;
• водяные;
• канализационные.

При изготовлении трубопровода применяются различные материалы – керамика, пластик, бетон и различные виды металлов.

Современные сварщики для стыковки труб используют три основных способа:

1. Механический осуществляется за счет взрывов в результате трения.
2. Термический, который осуществляется за счет плавления, например газовой сваркой, плазменной или электро-лучевой.
3. Термомеханический производится за счет магнитоуправляемой дуги посредством стыкового контактного метода.

Существует множество типов сварки, которые разделяются по многим классификациям. Перед тем, как варить трубы, нужно разобраться, каким способом лучше всего это делать. Теоретически, каждый вид подходит для сварки труб малого диаметра и большого. Она может осуществляться плавлением и давлением. К методам плавления относятся электродуговая и газовая сварки, а к методам давления – газопрессовая, холодная, ультразвуковая и контактная. Самыми распространенными способами для соединения коммуникаций является ручная электродуговая и механизированая.

Подготовительные работы

Чтобы фиксация модулей отопительных систем вышла качественной и не имела дефектов, перед свариванием труб необходимо провести ряд подготовительных мероприятий. Для начала проверяется перпендикулярность реза торцов по отношению к оси и при необходимости выполняется её коррекция.

С кромок отопительных труб снимаются фаски, чтобы оставить притупления глубиной 2-3 мм — между ними должен образоваться угол 60-75 градусов. На расстоянии не меньше 1-1,5 см от места стыка поверхность труб требуется зачистить мелким наждаком и обезжирить любым растворителем.

Отдельное внимание следует уделить подбору электрода. В подавляющем большинстве случаев сваривание отопительных труб выполняют плавящимся электродом. При толщине стен трубы в пределах 5 мм будет достаточно диаметра всего 3 мм, до 10мм — 4 мм. Параметры подачи тока при фиксации встык обычно устанавливаются на уровне 90-110 А, при фиксации внахлёст – не ниже 120 А.

Неплавящиеся электроды из графита, как и вольфрамовые, используют редко.

Использование стальных электродов прямо зависит от структуры покрытия труб:

• целлюлозное: востребовано для приваривания магистральных трубопроводов крупного диаметра;
• рутилово-кислое: нашло применение при проведении инженерных коммуникаций, систем тепло- и водоснабжения;
• рутиловое (RR): формирует более качественные швы, нежели предыдущий вариант;
• рутилово-целлюлозное: увеличивает прочность и долговечность сварного шва при проведении вертикального монтажа;
• универсальное: задействуется при сваривании труб различных диаметров и с различной толщиной стен, позволяет работать в широком диапазоне температур.

Кроме непосредственно сварочного аппарата и электрода, для приваривания труб отопления нужно подготовить и другой необходимый инвентарь:

• маску со светофильтром: она выполняет функцию защиты органов зрения и кожи от попадания частиц раскаленного металла и горячих искр в ходе сварки;
• спецодежду для эффективной защиты рук и других частей тела;
• рукавицы из замши: они позволяют крепко фиксировать прибор в руке;
• щётку для работы по металлу: незаменима для зачистки участка труб перед проведением сварки;
• молоток для разбивания окалины.

Выбор электродов

В большинстве случаев сварку металлических труб отопления ведут плавящимися электродами. При толщине стенок до 5 мм достаточно диаметра 3 мм, до 10 мм — 4 мм. Величина сварочного тока при соединении встык устанавливается 90 — 110 А, внахлест — не менее 120 А. Неплавящиеся электроды из вольфрама или графита с использованием присадочной проволоки и инертного газа используются редко. Область применения стальных электродов зависит от состава покрытия:

• целлюлозное (с маркировкой C) предназначено для сварки магистральных трубопроводов большого диаметра;
• с рутилово-кислым (RA) часто применяются при монтаже коммунальных систем водо и теплоснабжения;
• рутиловое (RR) позволяет создавать швы лучшего качества, чем предыдущий вариант;
• рутилово-целлюлозное (RC) повышает прочность сварочного соединения при вертикальном монтаже;
• универсальное (B), оно же основное, используется при сварке труб разного диаметра и толщиной стенок, работающих в широком диапазоне температур.

Склеивание

Применение холодной сварки для труб отопления основано на принципе сочленения их стыков без использования традиционного эффекта термического нагрева.

Надёжный контакт в соединительной зоне получается за счёт протекающих химических реакций. Отличительной особенностью этого метода является пластичность получаемого соединения, высокая адгезия материалов, а также мгновенное застывание с образованием монолитной контактной зоны.

Специальный состав для холодной сварки изготавливается на основе эпоксидных смол с добавлением специального наполнителя, выполняющего функцию отвердителя.

Известны следующие разновидности составов, позволяющие варить трубы отопления методом холодной сварки:

1. пластичное вещество, состоящее из двух компонентов, которое перед применением тщательно разминается в ладонях, а затем наносится на обрабатываемое место. К преимуществам этого вида холодной сварки можно отнести быстроту приготовления и длительные сроки хранения. Недостатком является то, что клеящий состав быстро застывает, так что его следует использовать сразу же после приготовления;
2. состав на основе жидких компонентов, подготавливаемый путём их смешивания в определённой пропорции. Достоинством этого вида соединения труб отопления является хорошая текучесть жидкого материала, обеспечивающая возможность проникновения в микропоры соединения с образованием в этом месте надёжного и прочного контакта.

Особенностью метода холодной сварки является допустимость его применения в отопительных системах с циркулирующей горячей водой.

Для высокотемпературных контуров отопления разработаны особые химические составы, применяемые при нагревании труб свыше 1000°.

Процедуры по восстановлению или ремонту трубных магистралей отопления этим методом приравниваются к работам, производимым в критических температурных условиях.

Подготовка

Сначала нужно заняться подготовкой труб. Поверхности, которые планируется сваривать, должны быть зачищены и обезжирены. Только так можно избежать дефектов в швах.

Изделия должны иметь соответствующий угол раскрытия кромки, должна быть соблюдена перпендикулярность плоскости торца оси изделия. Подготовка труб отопления большого диаметра осуществляется с помощью фрезерных машин или же газокислотной резки.

Размеры, соответствие толщины изделий, химического состава, механических свойств – все должно сочетаться с требованиями ГОСТа.

Нужно отметить, что зачастую величина притупления — около 2 мм, а угол раскрытия – около 65 градусов.

Немаловажным этапом подготовки является и выбор материалов.

Несколько советов по выполнению качественной сварки

Качество сварки зависит от правильной подготовке к сварным работам, выбору электродов и технологии процесса, который несколько отличается при соединении стыков.

Выбираем подходящие электроды

От того, какой электрод применяется для сварки, во многом зависит качество сварного шва. Он представляет собой тонкий металлический стержень с особым покрытием. Внутренняя часть электрода служит проводником для создания электрической дуги, а покрытие обеспечивает ее стабильность, а также участвует в создании сварного шва.

По типу сердцевины электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. В первом случае в основе изделия находится стальная проволока, во втором – вольфрамовый, угольный или графитовый стержень.

По типу защитного покрытия электроды делятся на:

• целлюлозные – маркировка «С» — используются для трудоемких и сложных сварочных работ с трубами большого диаметра, на протяженных технологических магистралях;
• рутилово-кислые – «RA» — наиболее используемый тип электрода для сварки инженерных сетей водоснабжения и отопления;
• рутиловые – «RR» — также могут использоваться для сварки труб водоснабжения и отопления, отличаются большей толщиной и лучшим качеством сварного шва;
• рутилово-целлюлозные – «RC» — дают более прочный шов при использовании вертикального способа соединения;
• универсальные – «В» — подходят для сварки труб различных диаметров и толщины, в широком температурном диапазоне.

Еще одна классификация электродов для сварки – диаметр стержня. От него зависит сила электрической дуги, способная справиться с трубопрокатом определенной толщины:

• 3 мм – электроды подходят для сварки труб толщиной до 5 мм;
• 4 мм – электроды позволяют сваривать толщиной до 10 мм, а также делать многослойные швы металла.

Внимание! Кроме толщины и материала изготовления электрода для качественной сварки нужно учитывать еще и силу тока, которая зависит от способа соединения труб. Например, для простого соединения встык подойдет дуга от 80 до 110 ампер, а для сварки внахлест потребуется переключить аппарат на 120 ампер.

Сварка труб ручной дуговой сваркой

Профессионалы советуют при сварке труб ручной дуговой сваркой делать тройной шов – он будет надёжнее одиночного. Наиболее удобно работать сварщику с поворачиваемой трубой. Сварка так называемых поворотных стыков производится следующим образом:

• сначала соединяется одна четверть диаметра трубы;
• потом трубу поворачивают на 180 градусов, и варится противоположный первому шву участок;
• далее новый поворот и сварка второй четверти диаметра трубы;
• после этого производится ещё одно вращение трубы, и соединяется оставшейся участок.

После очистки от окалины на первый шов наносят второй. Заключительный третий шов начинают наносить с противоположной стороны второму шву.

При сварке жёстко зафиксированной трубы применяется иная методика:

• первый шов ведут снизу вверх до половины диаметра трубы, а потом опускается вниз, обратно к началу;
• нанесение второго шва начинают также снизу, но ведут с другой стороны и в обратном направлении.

Другие способы сварки

Подобный способ сварки неповоротных стыков исключает непроваренные участки, и шов получается более надёжным. При выполнении третьего шва работают по схеме первого варианта.

Самое надёжное соединение даёт многослойная сварка. В некоторых случаях применяют сварку спиралью – очистив от окалины начальный шов, второй ведут параллельно валику первого.

Сварка медных труб

Выбор способа сварки медных труб зависит от назначения соединяемых труб, герметичности шва и иных характеристик. Применяют три метода сварки – электродуговую, контактную и газовую.

Наиболее перспективной признаётся электродуговая сварка с использованием неплавящегося электрода из вольфрама и присадочной проволоки, в состав которой добавлены раскислители.

В качестве защитного газа целесообразно использовать азот, потому что сварка получается дешёвой.

Однако при работе с тонкостенными медными трубами лучше применять аргон.

Сварка стальных труб

Самой востребованной остаётся сварка стальных труб – как в производстве, так и в быту. Здесь существенную роль играет квалификация сварщика. Что касается сварочного оборудования, то используются электросварки, газосварки и полуавтоматы.

Перед началом сварки проводят предварительную тщательную очистку кромок от загрязнений и окислов, затем снимают фаску, что позволит получить V-образную площадь, благодаря которой шов станет прочным и герметичным.

При сварке газовой горелкой достаточно одного шва. С целью исключения непровара окончание шва немного накладывается на начало. Сорт присадочного материала должен быть одинаковым с металлом свариваемой трубы.

А самыми распространёнными на сегодня являются электросварка и полуавтоматическая. В обоих случаях процесс начинается с подготовки свариваемых труб. Затем соединяемые части центрируют и равномерно прихватывают в трёх-четырёх точках.

Первый шов «тройкой». Важно заполнить фаску по высоте всего на две трети. После очистки шва от шлака и проверки качества работы, меняют электрод «четвёрку» и приступают к нанесению дополнительного шва.

Сварка оцинкованных труб

Специальная технология сварки оцинкованных труб позволяет соединять их, не нарушая цинкового покрытия. На место стыковки наносят флюс, который и обеспечивает защиту от выгорания покрытия. Под флюсовым слоем цинк сначала от воздействия тепла становится вязко-жидким, затем расплавляется, но не выгорает и не испаряется. По завершению сварки это обеспечивает защиту от коррозии.

При работе с оцинкованным материалом крайне важно наличие вентиляции. В противном случае от цинковых паров сварщик может «заработать» лёгочное заболевание или хуже того, задохнуться.

Сварка профильных труб

Основной способ сварки профильных труб – обычное соединение торцов встык. Выполняют её дуговым или газовым методом, но благодаря простоте и качественному шву больше распространён первый из них. Однако электросварка профильной трубы требует опыта работы сварщика, хотя бы небольшого.

Много зависит, к примеру, от правильного подбора электрода. Чем он толще, тем мощнее дуга. Излишне толстым электродом профильную трубу можно прожечь, а слишком тонким получить непрочный шов. Учитывая то, что для данного изделия характерная толщина составляет 1,5-5 мм, подойдут «двойка и «тройка».

При работе с профильными трубами важна скорость движения электрода по материалу. Если замедлиться, то есть риск прожечь деталь, при убыстрении – получить некачественный шов. Оптимальное движение подбирается опытным путём.

Сварка газовых труб

Настоящего профессионализма требует сварка газовых труб, которая довольно опасна. Работать нужно быстро и качественно.

Перед началом соединения обрабатывают кромки труб: очищают от загрязнений. Если труба толстостенная – больше 4 мм, то производят скос кромок для облегчения прогревания металла на месте контакта.

Практикуются два способа сварки газовых труб:

• сварка слева направо. Применяют тогда, когда толщина металла больше 5-ти мм. Дуга направляется на уже приваренный участок, вместе с горелкой перемещается присадка. Вариант экономит расход газа и повышает производительность на 25%;
• сварка справа налево. Здесь горелку продвигают по не приваренным участкам – присадочная проволока «идёт впереди паровоза». Лучший метод для работы с тонкостенными газовыми трубами.

Сварка трубопроводов

Способ электродуговой сварки трубопроводов часто применяют при монтаже или изготовлении технологических линий. Производятся они на постоянном или переменном токе.

Экономичным, а значит, более выгодным является сварка на переменном токе, потому что получается меньший расход энергии. Да и оборудование требуется более доступное.

Технология соединения различных видов труб отопления методом сварки

Соединение пластиковых труб

Пластиковые (полипропиленовые) трубы, которые предполагается использовать для отопления квартиры, можно сварить самостоятельно. Для этого применяется диффузионная сварка, представляющая собой процесс нагревания специальным паяльником отдельных частей системы до определённого состояния, при котором их можно соединять.

Метод пайки пластикового трубопровода довольно прост

Перед тем, как паять трубы отопления, стоит ещё раз продумать весь процесс и учесть некоторые нюансы, способные повлиять на качество работы:

• Среднее время нагрева труб паяльником: до 5 с.
• Температура, при которой производится плавление полипропилена: 270°С. Необходимое значение для нагрева выставляется на специальном регуляторе температуры, имеющемся на каждом аппарате.
• В зависимости от времени года и места проведения работ параметры процесса могут изменяться. В зимний период или при работе вне тёплого помещения пайка пластиковых труб отопления требует несколько увеличить время нагревания или повысить температуру для расплавления полипропилена.
• При соединении труб большого диаметра также увеличивается общее время, необходимое для расплава материала.
• Время стыковки разогретых деталей для их спайки – 30 с и более (для труб большого диаметра).

Как происходит непосредственный процесс пайки полипропиленовых труб, можно посмотреть на представленном ниже видео:

• Насадки паяльника – для внутреннего и наружного диаметра – разогревают одновременно детали, предназначенные для соединения (труба и муфта).
• Во время процесса нагрева на деталях появляются «отбортовки».
• По окончании нагрева части системы снимают с насадок и сразу же соединяют вместе, равномерно надавливая на них с двух сторон. Нельзя вращать или как-то сдвигать разогретые детали после их соединения, чтобы не нарушался соединяющий шов. Следует равномерно прижимать их друг к другу.
• Выдерживают соединённые детали зафиксированными не менее 30 с, чтобы обеспечить крепкое сцепление. При этом надо следить, чтобы бортик был равномерным по всей окружности места соединения.

Время прогрева и охлаждения

Эта же инструкция подходит и для решения вопроса о том, как варить трубы отопления большого диаметра. Вся разница состоит лишь в увеличении, как уже упоминалось, времени нагрева и фиксации деталей.

Однако надо следить и за тем, чтобы не перегреть их слишком сильно, поскольку излишне мягкий расплавленный полипропилен может сузить рабочий просвет труб в процессе стыковки.

Соединение металлических труб

Металлические трубы системы водяного отопления соединяют методом электросварки. Этот метод предполагает использование металлических электродов, проводящих электрический ток и играющих роль «присадки», заполняющей сварочный шов.

Для получения качественного сварного шва, а, следовательно, и прочной системы труб, необходимо соблюдение несложных условий, которые предъявляет сварка труб отопления электросваркой:

Процесс электрической сварки труб отопления

1. При подготовке к сварке все детали необходимо очистить от грязи, песка и мусора.
2. Выправить при необходимости деформированные концы труб или ровно обрезать их.
3. При дуговой сварке кромки – внутренние и наружные поверхности у края соединяемых деталей, зачистить на ширину до 10 мм.
4. Сварку следует проводить по окружности проводить в непрерывном режиме.

В зависимости от толщины стенок дуговая электросварка труб отопления производится в несколько слоёв:

• до 6 мм: в два слоя;
• от 6 до 12 мм: в три слоя;
• свыше 12 мм: в четыре слоя.

Каждый завершённый слой перед накладыванием последующего в обязательном порядке следует очистить от шлака.

Как правило, первый слой сварки осуществляется ступенчатой наплавкой. Последующие слои – сплошной. При сварке труб производится разбивка ступенчатой наплавки на участки и выполняется соединение участков, расположенных через один. Затем – оставшихся. К формированию первого слоя следует отнестись с особой ответственностью. Все кромки соединяемых труб должны быть обязательно расплавлены полностью. В случае обнаружения брака – наличия трещин – придётся вырубить некачественный участок и провести всю работу заново.

Для наглядности приведем видео процесса:

Для накладывания на первый слой второго и третьего слоёв наплавки, трубы следует очень медленно и равномерно поворачивать. Начинать каждый последующий слой необходимо, смещаясь на небольшое (15-30 мм) расстояние от начала предыдущего. Шов, являющийся финишным, должен плавно перейти в основной металл детали и быть гладким и ровным.

Надеемся, что наши инструкции будут полезны и помогут вам быстро освоить необходимые технологии монтажа трубопроводов.