Стыковая сварка. Технология сварки встык
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СТЫКОВОЙ СВАРКИ
Свариваемые элементы должны быть совместимы в химическом и физическом отношении, указанная совместимость должна заверяться производителем труб и фитингов. Трубы должны иметь одинаковую толщину стенки и одинаковый диаметр.
Сварка осуществляется при соблюдении следующих условий:
- В условиях низкой температуры, ветра, запыленности и загрязненности необходимо использовать палатку (при низких температурах - обогреваемую) для создания защищенной площадки для проведения сварочных работ. На сварных соединениях следует проводить тесты, позволяющие убедиться, достаточны ли принятые меры.
- Концы труб должны оставаться чистыми до этапа сварки включительно.
- Во время сварки концы труб должны нагреваться до одинаковой температуры (использовать защиту от солнечных лучей).
- Во время сварки (и особенно на этапе остывания) исключить любое механическое воздействие.
- Концы труб, не задействованные в сварочном процессе, должны быть закрыты заглушками во избежание охлаждения притоком воздуха.
- Рекомендуется использовать вводной ролик в целях облегчения перемещения труб и уменьшения силы трения.
Общие положения
Принцип сварки заключается в следующем: свариваемые поверхности прижимаются к термоэлементу (при определенном давлении, в течение определенного времени). Когда грат достиг определенной нормативами высоты, термоэлемент извлекается, и свариваемые детали соединяются (под давлением в течение некоторого времени).
Принцип и различные этапы сварки встык
Выделяют 5 этапов цикла сварки:
- Этап оплавления (образования грата)
- Этап нагрева
- Этап выброса термоэлемента (зеркала)
- Этап сварки
- Этап охлаждения
Время и давление различны в зависимости от нормативов. Далее приводятся основные этапы сварочного цикла и их цели.
Этап оплавления:
На данном этапе происходит процесс образования грата. Он идет вслед за подготовкой свариваемых элементов (позиционированием, торцеванием , расчетом параметров, нагреванием до необходимой для сварки температуры) и позволяет удалить оставшиеся при обработке мелкие частицы.
Этап нагрева:
На данном этапе температура распространяется внутрь материала, происходит глубокое прогревание. В основном, давление при этом близко к нулю (оно должно лишь компенсировать силу сопротивления движению, чтобы свариваемые поверхности не отстояли от нагревательного элемента).
Этап выброса термоэлемента:
На данном этапе происходит выброс зеркала и соединение поверхностей сварки. Данный этап должен быть как можно короче, чтобы избежать потери температуры и снизить риск попадания посторонних частиц, которые могут повлиять на качество сварного соединения (пыль, песок...)
Этап сварки:
На этом этапе образуется окончательный грат и молекулярные связи, обеспечивающие однородность соединения.
Этап охлаждения:
По окончании сварки данный этап позволяет избежать напряжений или ударов, способных нарушить прочность соединения. Различные нормы сварки встык. Время и давление зависят от используемых нормативных документов. Далее приведены этапы сварочного цикла и значения времени и давление на каждом из них.
е - толщина стенки, Dn - номинальный диаметр, S - поверхность сварки, fct (: зависим. от)
| Температура нагреват. элемента | P1 | t1 | P2 | t2 | t3 | P4 | t4 | P5 | t5 | |
| DVS 2207 1995 e < 70mm | 200 C- 220 C | 0,15 Mpa | 0,5- 4 mm | 0 Mpa | 10e | Fct(e) | 0,15 Mpa | Fct(e) | ||
| DVS 2207 1995 e <50mm | 195 C- 220 C | 0,15 Mpa | 0,5 - 3,5 mm | 0 Mpa | 190 -xxxs | Fct(e) | 0,15 Mpa | Fct(e) | ||
| WRCWIS e>20mm | 230 C +-10 | 0,15 Mpa | Грат = 2 mm | 0 Mpa | 10e | 0,15 Mpa | 10 s | 0,15 Mpa | 50 e | |
| DS/INF | 200 C- 220 C | 0,18 Mpa | Грат = 0,5 + 0,1e | 0,01 Mpa | 15e | 3+ 0,01 Dn | 0,18 Mpa | 3 + 0,03 Dn | 0,18 Mpa | 10s + 0,5e |
| VEG 85 NEN 7200 | 210 C +-10 | 0,18 Mpa | Грат = 0,5 + 0,1e | 0 Mpa | 12e | 3+ 0,01 Dn | 0,18 Mpa | 3 + 0,03 Dn | 0,18 Mpa | 10s + 0,5e |
| Electrabel Becetel I 110-250mm | 210 C +-10 | 0,05 Mpa | 10e | < 3s | 0,3 Mpa | Fct(S) | ||||
| Electrabel Becetel I 250-315 | 210 C +-10 | 0,05 Mpa | 10e | < 3s | 0,24 Mpa | 10 s | 0,05 Mpa | Fct (S) | ||
| GASTEC | 220 C +-15 | 0,18 Mpa | Грат = 0,5 + 0,1e | 0,01 Mpa | 12e | 4 + 0,01 e | 0,18 Mpa (4+0,03e) | 3+e min | 0,01 Mpa | 1,5e min |
| GAZ Natural Si Dn=315 | 225 C +-15 | 0,18 Mpa | 1-2mm или 2-3 mm если DN 160 | 0,03 00,2 Mpa | Dn/2 + 30 +- 10 | Dn 4 < 200 5 >250 6 | 0,18 Mpa | >10min | 1,5e min c max 20 min |
- e: Толщина трубы
- Dn: Номинальный диаметр
- Di: Внутренний диаметр (Dn-2e)
- Sc: Площадь цилиндра машины в мм2 (4,32 см2, 5,88 см2, 8,46 см2)
- b: высота грата = 0,5 + (0,1е) мм
- T: Температура нагревательного элемента
- P1: Давление образ.грата = 0,15 (S/Sc) х 10 (бар)
- P2: Давление нагрева = 0,02 (S/Sc) х 10 (бар)
- P5: Давление Сварка-Охлаждение = 0,15 (S/Sc) х 10 (бар)
- t1: время обр.грата = fct (b) = 0,5 + (0,1е) мм
- t2: время нагрева = 12е
- t3: максимальное время выброса зеркала = 4 + (0,3е) сек
- t4: максимальное время роста давления = 4 + (0,4е) сек
- t5: время сварки = (3 + е) мин
- t6: время охлаждения = (1,5е) мин
PE 100
Для сварки труб и фитингов, у которых стенки больше или равны 20мм, добавляется фаза 6, в остальных случаях она включена в фазу 5.
S = Площадь сварки в мм2 = Pi(Dn2 - Di2)/4
Sc = Площадь цилиндра машины в мм2
- e: Толщина трубы
- Dn: Номинальный диаметр
- Di: Внутренний диаметр (Dn-2e)
- Sc: Площадь цилиндра машины в мм2 (4,32 см2, 5,88 см2, 8,46 см2)
- b: высота шва = 0,5 + (0,1е) мм
- T: Температура нагревательного элемента
- P1: Давление образ.грата = 0,15 (S/Sc) х 10 (бар)
- P2: Давление нагрева = 0,02 (S/Sc) х 10 (бар)
- P5: Давление Сварки = 0,15 (S/Sc) х 10 (бар)
- Р6: Давление охлаждения = если е 20 мм 0
- если е 20 мм 0,05 (S/Sc) х 10 (бар)
- t1: время образ.грата = fct (b) = 0,5 + (0,1е) мм
- t2: время нагрева = (10t) + 60 сек
- t3: максимальное время выброса зеркала = 10 сек
- t4: 10 сек
- t5: время сварки = если е 20 мм (3 + е) мин
- если е 20 мм 10 сек
- t6: время охлаждения = если е 20 мм= 0
- если е 20 мм= (3 + е) мин
DVS
Для расчета принимаем значения:
S = Площадь сварки в мм2 = Pi(Dn2 - Di2)/4
Sc = Площадь цилиндра машины в мм2
- e: Толщина трубы
- Dn: Номинальный диаметр
- Di: Внутренний диаметр (Dn-2e)
- Sc: Площадь цилиндра машины в мм2 (4,32 см2, 5,88 см2, 8,46 см2)
- b: высота грата= 0,5 + (0,1е) мм
- T: Температура нагревательного элемента: Смотри таблицу
- P1: Давление оплавления = 0,15 (S/Sc) х 10 (бар)
- P2: Давление нагрева = 0,02 (S/Sc) х 10 (бар)
- P5: Давление Сварка-Охлаждение = 0,15 (S/Sc) х 10 (бар)
- t1: время оплавления = Смотри таблицу
- t2: время нагрева = Смотри таблицу
- t3: максимальное время выброса зеркала = Смотри таблицу
- t4: максимальное время сдавливания = Смотри таблицу
- t5: время сварки = Смотри таблицу