Сварка является самым популярным способом соединения металлических и полипропиленовых труб. И если раньше эту работу могли выполнять только профессионалы с большим стажем и специальным оборудованием, то сегодня купить сварочный аппарат и научиться обращаться с ним может любой трудолюбивый хозяин. Но все же, сталкиваясь с подобной задачей впервые, возникает ряд вопросов: какой аппарат купить, какие электроды подойдут, какой вид шва применить? В этой статье мы подробно обсудим технологию сварки труб, так что после прочтения вы будете иметь полное представление о теоретической части вопроса.

Выбор оборудования для сварки труб

Прежде чем приступать к описанию самой техники сварки труб, поговорим о том, какие инструменты и материалы для этого нужны. Одной из главных рабочих частей являются электроды. Это круглые металлические стержни, покрытые специальным веществом для сварки. Их толщина может быть самой разной, что также необходимо учитывать при покупке, но об этом чуть позже. Покрытие на электродах принимает непосредственное участие в обработке шва и защищает это место от атмосферных воздействий, обеспечивая при этом равномерное и стабильное горение дуги.

Электроды для сварки труб

Проще говоря, электроды нужны, чтобы проводить ток к дуге и заполнять пространство между трубами. Все технические характеристики, включая состав и размеры вплоть до миллиметров, установлены ГОСТом. Рекомендуется приобретать электроды от проверенных производителей с сертификатами качества, чтобы избежать подделок и не получить хлипкий кривой шов. Конечно, качество работы во многом зависит от навыков самого сварщика, но определенная доля успеха приходится на электроды и тип сварочного аппарата. В этом случае безотказно помогает одно простое правило – качественные электроды дешевыми не бывают.

Когда вы убедились в качестве предлагаемой продукции, можно подбирать диаметр электродов. Этот параметр зависит от размеров стыка между соединяемыми трубами. Так, для труб с небольшим диаметром допустимо применение электродов на 3 мм. Такие изделия справятся со сваркой стали толщиной 2-5 мм. Если же вы соединяете металлические трубы толщиной до 10 мм, вам потребуются более толстые электроды.

Полезный совет: Если вам необходимо создать многослойный шов, выбирайте электроды 4 мм в диаметре, чтобы иметь возможность создать большую глубину шва.

На выбор оборудования для сварки труб влияет также материал, из которого они сделаны. Например, для углеродистой стали потребуются электроды с основным либо рутиловым внешним слоем. Если же вы собираетесь делать швы на оцинкованном трубопрокате, покупайте специальный сварочный материал для оцинковки. Основная сложность в этом случае заключается в разных температурах кипения цинка и стали – цинк закипает гораздо быстрее и просто испаряется при нагреве.

Каждый из типов покрытия электродов рассчитан на выполнение определенного ряда задач, поэтому важно сделать правильный выбор:

1. Целлюлозное покрытие марки С подходит для труб с большим диаметром и создания вертикальных и круговых швов.
2. Рутилово-кислотное покрытие электродов марки RA дает специфическую структуру шлака, который образуется в процессе сварки – его гораздо проще удалить, чем при работе с другими типами электродов.
3. Рутиловое покрытие марок R и RR легко поджечь повторно, оно образует легко ударяемый шлак и позволяет делать красивые аккуратные швы с товарной поверхностью. Чаще всего такие электроды применяют для постановки прихваток, организации угловых швов, а также обработки наружных слоев соединений для придания им более эстетичного вида.
4. Рутилово-целлюлозное покрытие марки RC на электродах предназначено для создания швов в любых направлениях. Примечательны  тем, что их можно использовать даже для вертикальных швов, идущих сверху-вниз.
5. Основное покрытие марки B используется для создания прочных швов с повышенными характеристиками вязкости и минимальным риском растрескивания. Такие электроды рекомендуется использовать для труб с толстыми стенками и в ситуациях, когда требуется сохранить вязкость соединения, например, при организации трубопроводов, используемых при низких температурах.

Для работы с чугунными трубами также нужны специальные электроды, сделанные на основе меди и железа, сплавов никеля.

Сварочные аппараты

Как мы уже говорили, значительная часть успеха зависит от правильно подобранного инструмента для сварки труб. Сегодня любители и профессиональные мастера используют сварочные трансформаторы, сварочные инверторы и выпрямители. В магазинах вы запросто найдете широкий ассортимент бытовых и высокопрофессиональных устройств. Последние стоят дороже бытовых, но и технические характеристики у них существенно выше. Если вы не собираетесь связать свою жизнь с профессиональной сварочной деятельностью, нет смысла приобретать дорогую машину – есть много моделей бытовых аппаратов, способных делать качественные швы, но не отличающихся высокой производительностью.

Электрические сварочные аппараты наиболее популярны у домашних мастеров, поскольку трансформатор очень прост в эксплуатации и совершенно нетребователен. Он способен работать от сети с частотой в 50 Гц. К сожалению, на начальном этапе из-за сброса тока в сети может возникнуть перегрузка, и как следствие – риск порчи бытовых электроприборов. Поэтому во избежание подобных случаев рекомендуется устанавливать предохранители.

Инверторные сварочные аппараты стоят дороже, зато гарантируют безопасную эксплуатацию. Кроме того, они могут функционировать на частотах больше 50 Гц, меньше весят, да и внешне выглядят компактнее. Возможность изменения настроек позволяет регулировать режимы работы. Такие устройства классифицируют как полупрофессиональные, но и для домашнего использования они также подходят.

Также для сварки металлических труб вам понадобятся специальные приспособления: кабели с разъемами-«крокодилами», защитная экипировка (маска, перчатки, одежда и т.д.).

Особенности сварки труб

Может показаться, что сварка является не таким уж сложным и трудоемким процессом, и научиться ей можно за полчаса практики. Однако на деле вы непременно столкнетесь с непредвиденными сложностями, и чтобы избежать этого, необходимо всякий раз разрабатывать план своих действий – технологическую карту сварки труб. В этой карте необходимо указать все подробности работы, включая диаметр соединяемых труб, месторасположения швов, толщину стенок труб, в каком направлении будет осуществляться сварка и прочее.

Разновидности швов

Различают несколько типов соединений при сварке стальных труб, каждый из которых отличается не только способом исполнения, но также прочностью, долговечностью, размерами и внешним видом. Итак, соединение может быть выполнено встык, внахлест, в тавр или угловым способом. При этом положение швов также может отличаться по горизонтали и вертикали, верхней (потолочной) или нижней позиции.

Профессиональные сварщики рекомендуют выбирать нижнее положение шва, как наиболее выгодное, поэтому, если есть возможность, выполняйте поворотную сварку с именно таким способом работы. Горизонтальный шов можно делать для вертикально установленных труб. Если же они лежат в горизонтальном положении, логично, что для них подойдет вертикальный шов. Потолочный же получается в том случае, когда электрод расположен под свариваемыми трубами прямо над головой сварщика. Понятно, что работать в таком положении не совсем удобно, но иногда ситуация не позволяет применять другие варианты соединений.

В большинстве случаев все стальные трубы сваривают встык, проваривая кромки по всей толщине. Чтобы снизить количество наплывов металла на внутренних стенках труб, угол, под которым находится электрод, не должен превышать 45° по отношению к горизонтальной поверхности. Если вы производите сварку труб небольшого диаметра встык и в тавр, используйте тонкие электроды на 2-3 мм, например Э-42, установив силу электротока на 80-110 А. Для соединения внахлест можно брать такие же электроды, но поднять силу тока до 120 А. Во всех случаях высота шва должна быть 3 мм.

Квадратные трубы сваривают точно так же, как и круглые. Единственное, следует уделить особое внимание фиксации концов соединяемых труб, чтобы их не повело от сильного нагрева. Нагревайте не по кругу, а равномерно, сваривая сперва все вертикальные, а потом уже горизонтальные точки, чтобы нагрев происходил с разных частей квадрата. Только когда детали полностью остынут, их можно освобождать от крепежа.

Инструкция сварки труб

Перед сваркой очистите трубы от загрязнений и ржавчины, обрежьте либо выпрямите концы, если они деформировались. Тщательно подготовьте кромки, зачистив их до блеска примерно в сантиметре до концов.

Полезный совет: Чтобы получить красивый качественный шов, угол раскрытия кромок должен составлять 60-70°, а величина притупления 2-2,5 мм. Если форма скосов кромок не будет соответствовать, их нужно обработать фаскоснимателем или шлифмашинкой.

Если вам предстоит работать с большими трубами, воспользуйтесь фрезерными машинками или термическими способами – воздушно-плазменной или газокислотной резкой.

Основные моменты сварки труб своими руками:

1. Сделайте прихватки – их, как составные части швов, делают теми же электродами, что и для последующего создания швов. Для стальных труб до 30 см в диаметре потребуется сделать 4 прихватки высотой 3-4 мм и длиной 5 см, расположив их на равноудаленном расстоянии по окружности. Для сварки труб большего диаметра располагайте прихватки в 25-30 см друг от друга. Собирая трубопровод, старайтесь сделать максимально возможное количество стыков в поворотном положении.
2. Для труб с толщиной стенок до 12 мм необходимо три слоя сварки. Первый слой должен быть 3-4 мм в высоту, поэтому для него нужно брать электроды 2-4 мм толщиной.
3. Второй слой следует создавать более толстыми электродами.
4. Условно разделите стык на 4 сектора.
5. В первую очередь сварите первые два сектора.
6. Поверните трубу и сварите третий сектор с четвертым.
7. Снова поверните трубу и выполните второй слой на первых секторах.
8. Сделайте второй шов на 3 и 4 секторах, после чего по той же схеме, переворачивая трубу, сделайте последний третий шов.

Полезный совет: Если вы работаете с трубами диаметром меньше 20 см, на сектора можно не делить, а просто сделать все три слоя шва, двигаясь в одну сторону и постепенно проворачивая трубу.

В процессе сварки на поверхности выступает шлак. Он создает защитную пленку, не позволяющую металлу контактировать с азотом и кислородом, которые пагубно воздействуют на шов и делают его менее прочным. Профессиональные сварщики после затвердевания металла удаляют остывший шлак несильными точными постукиваниями молотком или электродом. Оставлять шлак нельзя ни в коем случае, иначе со временем на этом месте образуется свищ или протечка. Чтобы создать максимально герметичный шов, используйте специальные приемы, делая его в виде подковы, восьмерки или чешуйками.

Оценивать качество выполненной работы можно после удаления шлака с поверхности труб. Сперва проведите наружный осмотр на предмет обнаружения прожогов, пор и других подобных дефектов. После этого можно переходить к более тщательному исследованию, которое позволит выявить микротрещины, невидимые глазу. Сделать это можно при помощи мыльного раствора. Нанесите его кистью на шов, после чего подайте в систему воздух под сильным давлением. Если в стыке присутствуют микротрещинки, там появятся пузыри.

Цена сварки труб у профессиональных мастеров сегодня достаточно высока, поэтому многие предпочитают обходиться своими силами. По примерным расчетам стоимость обработки единичного фрагмента практически идентична затратам на покупку простого бытового сварочного аппарата и нескольких электродов. Кроме того, у вас появится возможность получить и усовершенствовать полезные навыки, которые помогут и в собственном хозяйстве, и могут стать запасным источником дохода. Напоследок предлагаем посмотреть информативное видео о сварке труб.