Как правильно варить трубы отопления электросваркой — советы специалистов

В автономных системах отопления, где используется котел с высокотемпературным теплоносителем для соединения труб наиболее часто применяется электрическая сварка. Этот способ соединения стыков труб герметичный и надежный, что особенно важно при сильных термических нагрузках.

Разновидности сварных швов и соединений

Электросварка – способ соединения металлических фрагментов (профилей, труб) методом локального расплавления металла. Он нагревается до нужной температуры с помощью электрической дуги с помощью сварочного аппарата, преобразующего переменный ток в постоянный.

Электрическая дуга образуется на электроде – металлическом стержне. В области действия дуги создается особая среда, которая одновременно плавит металл, но не дает ему контактировать с воздухом и окисляться.

С помощью сварки можно создать герметичное соединение двух труб, при котором вероятность протечки, как при фланцевых или муфтовых стыках. Для этого важно выполнить качественный сварной шов путем сплавления металла на кромках обоих отрезков труб. Сварщики используют несколько основных типов швов, в зависимости от типа металла, толщины свариваемых элементов и их взаимного расположения:

• встык – наиболее распространенный способ сварки труб, при котором они располагаются друг напротив друга, соединяясь сечениями;
• в тавр – два фрагмента трубы располагаются перпендикулярно в форме буквы Т;
• угловое — детали располагаются относительно друг друга под углом 45 или 90 градусов;
• внахлест – один отрезок трубы развальцовывается и надевается поверх другого, затем сваривается.

Важно! Стальные трубы для системы отопления и водоснабжения свариваются встык или угловым соединением. Это дает наиболее надежный и прочный шов.

Кроме способа соединения, различают еще и несколько видов сварного шва, которые используются в тех или иных случаях:

• горизонтальный шов – выполняется при взаимном вертикальном расположении труб (чаще всего используется в установке систем водоснабжения и отопления);
• вертикальный – соединение выполняется при взаимном горизонтальном расположении труб, при котором мастер делает вертикальные движения электродом (снизу вверх, сверху вниз и т.д.);
• потолочный – во время сварки электрод находится под свариваемой деталью, сварщику приходится держать руку над головой;
• нижний – в противоположность потолочному, электрод находится сверху соединяемых деталей.

Самый удобный способ сварки – с помощью нижнего шва, при котором специалист хорошо видит рабочее поле и может поворачивать фрагменты труб для более быстрой и продуктивной работы.

Потолочный шов обычно не используется при обустройстве инженерной системы с нуля, т.к. этот способ достаточно неудобен (сварщик быстро устает, плохо видит рабочее поле, на него могут попадать капли расплавленного металла). Потолочный шов обычно используется для ремонта, когда изношенный или деформированный фрагмент трубы вырезается, а взамен ему приваривается новый.

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.

Как выполнить правильный шов

Чтобы сделать качественный шов, необходима правильная подготовка трубы к сварке. Качество кромки труб является определяющим для прочного и герметичного шва.

Например, для сварки встык срез трубы должен быть строго под прямым углом. Перед началом работы его тщательно зачищают наждачной бумагой на 1 см от края трубы, затем удаляют масла, краски, металлической пыли и обезжиривают.

Техника сварки зависит от формы сечения, толщины и диаметра соединяемых труб. Простые круглые трубы для систем отопления свариваются простым непрерывным швом, двигая электрод вдоль поверхности трубы до тех пор, пока два фрагмента не будут полностью сварены.

Для относительно тонкого трубопроката (до 6 мм) подойдет двухслойный шов, при толщине от 6 до 12 мм применяется трехслойная сварка. Массивные и толстые фрагменты трубопровода соединяются четырьмя и более швами.

Швы выполняются поочередно, один за другим. Следующий шов можно начинать только после остывания предыдущего. Чтобы добиться качественного и красивого шва, нужно периодически снимать образующийся в месте сварки шлак, слегка постукивая по трубе молоточком.

Особенности сварки поворотных и неповоротных стыков

Для выполнения качественного поворотного стыка (там, где две трубы соединяются под определенным углом) можно использовать специальный вращатель, который фиксирует и обеспечивает максимально удобный доступ сварщику.

При отсутствии аппарата придется поворачивать трубу вручную, обрабатывая электродом участок сечения трубы 60-110 градусов.

При ручном выполнении поворотного стыка диаметр труб сначала проваривается на 2/4 с внешней стороны в два слоя, затем разворачивают и доваривают стык, используя все три-четыре слоя.

Неповоротный стык делать намного легче: совместить два фрагмента трубы и сделать несколько точек сварки (например, в виде воображаемого креста, или только с двух противоположных сторон). Варить трубу, начиная с нижней точки, двигая электрод к верхнему участку.

Как проверить надежность соединения

Герметичность сварки можно проверить только одним способом – пропустить через трубу воду или газ под давлением и проверить визуально на наличие протечек рабочей среды. Например, если выполняется сварка труб системы отопления, можно присоединить участок трубы к системе и наполнить ее водой. Если на участке сварного шва не покажутся капли воды, сварка выполнена качественно.

Правила техники безопасности при сварке

Процесс сварки с помощью электрического тока несет в себе три потенциальных опасности:

• получение электротравмы при соприкосновении с проводами или электродами под напряжением;
• ожог кожи расплавленным металлом;
• ожог сетчатки глаза дуговой вспышкой.

Чтобы избежать нежелательных последствий, стоит позаботиться об электроизоляции: использовать специальные резиновые коврики и галоши, заземлить сварочный аппарат, изолировать токопроводящие жилы.

Важно использовать средства индивидуальной защиты – специальные перчатки, а также защитный шлем или щиток для лица.

Как сварить трубы отопления электросваркой

Основным способом монтажа автономных и централизованных систем является сварка отопления. В отличие от резьбовых соединений она не нуждается в регулярном обслуживании. При сварке труб отопления нужно учитывать, что соединение подвергается не только механическим, но и термическим воздействиям. Поэтому необходимо правильно выбирать электроды, иначе при нагреве он может треснуть.

Виды сварных швов и соединений

В зависимости от взаимного положения трубы соединяются:

• встык, когда торцы примыкают друг к другу;
• в тавр, если трубы расположены в виде буквы Т;
• под углом, когда необходимо изменить направление на 45 или 90˚;
• внахлест путем развальцовки торца одной трубы и одеванием его на другую.

В зависимости от возможности доступа к стыку соединение выполняется:

1. Горизонтальным швом, если монтируется вертикальный участок трубопровода.
2. Вертикальным при горизонтальном положении трубопровода.
3. Потолочным когда стык сваривается снизу. Такой шов приходится накладывать во время ремонта системы отопления при замене аварийного участка.
4. Нижним свариваются трубы при монтаже новых систем, когда есть возможность их поворачивания, чтобы электрод находился сверху стыка.

Подготовительные работы

Чтобы соединения получились без дефектов, перед сваркой труб отопления электросваркой проводится подготовка. Проверяется перпендикулярность среза торцов относительно оси, при необходимости корректируется. С кромок снимаются фаски, оставляя притупление 2 мм, чтобы угол между ними был 65 — 70˚. Поверхность труб на расстоянии не менее 1 см от стыка зачищается до блеска наждачной бумагой и обезжиривается растворителем.

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.

Процесс сварки трубы отопления

Прежде чем сваривать трубы отопления электросваркой их нужно прихватить между собой в нескольких местах, чтобы зафиксировать в нужном положении. Если диаметр не превышает 30 см достаточно четырех точек длиной по 5 см, расположенных крестообразно. Трубы большего размера прихватываются с интервалом 25 — 30 см по окружности. Прихватка выполняется теми же электродами, которыми будет свариваться стык.

На стык накладывается непрерывный шов, продвигая электрод вдоль стыка до полного соединения заготовок. Для глубокого прогрева металла его наклоняют под углом 30 — 60˚ назад, заставляя сварочную ванну двигаться за ним. Для поверхностного прогрева положение меняется на противоположное.

Если толщина стенок не превышает 6 мм, накладываются два шва, один поверх другого. Металл до 12 мм сваривается тремя слоями. При стыковке толстостенных труб отопления накладываются четыре и более шва. Перед наложением следующего слоя нужно дождаться остывания предыдущего и удалить с него шлак.

При сварке поворотного стыка, когда меняется направление трубопровода полезно пользоваться специальным вращателем. С его помощью заготовки закрепляются в нужном положении, обеспечивая свободный доступ к стыку со всех сторон. Если такого приспособления нет, на доступную часть окружности накладывают два шва. Затем трубу поворачивают вручную и поэтапно сваривают остальные участки. Сварку неповоротного стыка начинают снизу, продвигая электрод вверх.

Полезные советы и возможные ошибки

Чтобы правильно варить трубы отопления не следует пренебрегать рекомендациями специалистов:

• сварку труднодоступных мест удобней проводить согнутым электродом, используя зеркальце для контроля;
• при смене электродов шов продолжается с накрытием в 1,5 см уже наложенного;
• качество сварного соединения улучшится, если верхний шов выполнять в обратную сторону от нижнего, заканчивая его в другом месте;
• прямая полярность при сварке постоянным током обеспечивает лучший прогрев металла, чем обратная.

Причиной появления дефектов часто становится невнимательность новичков и самоуверенность опытных сварщиков. Например, даже незначительное отклонение шва в сторону приводит к нарушению герметичности соединения. Изменение длины дуги во время сварки заканчивается образованием пустот и непроваров. Новички не замечают этих нюансов, а опытные считают, что на такие мелочи не стоит обращать внимание. По независящим от сварщика причинам дефекты образуются из-за некачественного оборудования и материала труб.

Контроль качества сварного соединения

Завершив электросварку, наружным осмотром определяется наличие прожогов, пор, свищей и других видимых дефектов. Для выявления микротрещин, незаметных невооруженным глазом, обычно смонтированный участок подключают к отопительной системе. Если на швах не появятся капельки воды, работа проведена качественно. Такой способ проверки приемлем в частном доме, где систему можно заполнить в любое время.

В квартирах с центральным отоплением проверку качества сварных соединений в летний период проводят с помощью компрессора. На концы труб ставятся заглушки, стыки обмазываются мыльной пеной, закачивается воздух под давлением. Места, где есть изъяны, определяются по пузырькам на их поверхности.

Замену или монтаж новых труб отопления лучше делать летом, чтобы большую часть сварочных операций выполнять на улице. Вблизи от места работы в помещении не должно быть легковоспламеняющихся материалов. Если опыта сварки труб пока маловато сначала можно сварить несколько ненужных обрезков, чтобы потом не портить новые заготовки.