Стыковая сварка
Стыковая сварка
Описание метода сварки
Торцы деталей, которые должны быть соединены, механически обрабатываются и подгоняются друг к другу (подготовка).
Затем с помощью нагревательного элемента торцы нагреваются до температуры сварки без давления (предварительный нагрев) и соединяются под давлением после удаления нагревательного элемента ( сварка).
Используемые машины (приспособления) должны обеспечить необходимое давление соединения или мощность. Это давление может быть указано в описании, или определено расчетным или опытным путем. Кроме того, в течение процесса сварки трубы медленным движением должны постоянно прижиматься друг к другу, для чего требуется дополнительная мощность сварочной
машины.
Толщины стенок свариваемых труб должны быть одинаковыми в области сварки.
Непараллельность не должна превышать допустимой величины 0,1 толщины стенки трубы, или значения, указанного в таблице. Нельзя касаться сварочной области грязными или жирными руками, иначе потребуется повторная подготовка к сварке.
Выполнение сварочного процесса
Свариваемые области придвигают вплотную к нагревательному элементу и разогревают до необходимой сварочной температуры без давления, и после удаления нагревательного элемента они присоединяются друг к другу под давлением. Температуры нагревательного элемента указаны в следующей таблице.
Более высокие температуры из указанного диапазона используются для меньших толщин стенок и более низкие температуры для больших толщин стенок.
Температура нагревательного элемента:
PE,PP = 200-220 град. С.
PVDF = 232-248 град. С.
ECTFE = 275-285 град. С.
Параметры сварки
Настоящие рекомендации справедливы для стыковой сварки нагревательным элементом труб и фитингов из PP, PE, PVDF и ECTFE при температуре окружающей среды примерно 20°С и незначительной скорости ветра.
Определение давления соединения
В большинстве случаев сварочное давление [в барах] или сила прижатия [в Ньютонах], которые должны быть установлены, может быть определено из таблиц на сварочных машинах. Для проверки величины давления, или если таблица с данными давления отсутствует, требуемое давление соединения может быть рассчитано согласно следующей формуле:
При использовании гидравлического оборудования, расчетная сила прижатия [Н] должна быть преобразована в необходимое устанавливаемое гидравлическое давление.
Выравнивание
Процесс подгонки поверхностей, которые будут соединены. При этом обе поверхности прижимаются к нагревательному элементу, пока плоскости одной и другой поверхности не станут параллельными нагревательному элементу. Это контролируется образованием валика. Выравнивание закончено, когда высота валика достигла требуемых значений по всей окружности трубы, или по всей поверхности листа. Высота валика указывает, что соединяющиеся области полностью соприкасаются с нагревательным элементом. Перед сварочным процессом труб большого диаметра (> 630 мм) необходимо проверить высоту валика также и внутри трубы, с помощью испытательного шва. Давление выравнивания работает в течение всего процесса выравнивания.
Предварительный нагрев
В течение предварительного нагрева соединяемые поверхности должны соприкасаться с нагревательным элементом при низком, почти нулевом давлении (< 0,01 Н/мм2). При этом тепло проникает внутрь соединяемых деталей и разогревает их до сварочной температуры.
Соединение
После предварительного нагрева нагревательный элемент должен быть удален от свариваемых поверхностей. Удаление нагревательного элемента должно происходить без повреждения и загрязнения поверхностей. После этого свариваемые поверхности должны быть соединены между собой до полного контакта. Это надо делать возможно быстрее, чтобы соединяемые области не остыли и качество сварного шва не ухудшилось.
Соединение
Контакт свариваемых поверхностей должен происходить со скоростью почти нулевой. Требуемое давление соединения должно повышаться, по возможности, по линейному закону.
В течение времени охлаждения должно поддерживаться давление соединения. Повышенные механические нагрузки допустимы только после длительного охлаждения. В условиях цеха и незначительных механических нагрузках при снятии зажимов и складировании охладители могут не использоваться, в частности, если трубы толстостенные. Монтаж или дальнейшая обработка может происходить только после полного остывания.
После соединения по всей окружности должен наблюдаться двойной валик. Образование валика дает представление о равномерности (регулярности) сварного шва. Возможные различия в формировании валика могут объясняться различными характеристиками свариваемых материалов. Из опыта со стандартными заготовками, в обозначенной MFR-области допустимо различие в сварочной способности, даже когда это может вести к несимметричным сварочным валикам. Всегда должно выполняться соотношение K > 0.
Требования к сварочным устройствам, используемым для стыковой сварки нагревательным элементом
( Согласно DVS 2208, часть 1)
Зажимные устройства
Чтобы избежать больших местных напряжений и деформации труб, зажимные устройства должны охватывать наружные стенки труб, обеспечивая и поддерживая параллельность свариваемых поверхностей. Они должны точно соответствовать геометрически круглой форме труб. Зажимы не должны изменять положение труб относительно направляющих элементов даже при самых высоких рабочих нагрузках. Для фасонных заготовок и стыков типа хвостовик фланца и шейка фланца должны применяться специальные зажимы, которые предотвращают любую деформацию деталей.
Труба, зажатая в подвижной части машины, должна по всей длине быть поддержана и точно отрегулирована легко вращающимися роликами так, чтобы поддерживались рабочие давления, требуемые для сварки. Желательно использовать элементы зажима, регулируемые по высоте, чтобы обеспечить лучшую подгонку деталей.
Направляющие устройства
Наряду с зажимами, направляющие устройства должны гарантировать, что допустимые максимальные величины отклонения ширины зазора (измеренные на холодных соединяемых поверхностях) не будут превышены из-за изгиба или скручивания трубы в соответствующей рабочей области машины при максимальном рабочем давлении и при больших диаметрах труб (см. таблицу на странице 59).
Ширина зазора измеряется при помощи калибров, вставляемых в зазор в точке напротив направляющего устройства, при этом соединяемые трубы прижаты друг к другу. Скользящие поверхности направляющих устройств должны быть защищены от коррозии, например, посредством твердой хромовой металлизации.
Нагревательные элементы
Нагревательный элемент должен быть плоско-параллелен в рабочей области. Допустимые отклонения от плоско- параллельности (измеренной при комнатной температуре после по крайней мере однократного нагревания элемента до максимальной рабочей температуры):
При работе в заводских условиях нагревательный элемент обычно постоянно смонтирован на сварочной машине. В случае сменных нагревательных элементов должны быть специальные приспособления для их установки (ручки, крючки, петли).
Если размер и характеристики нагревательных элементов требуют ручного удаления их от соединяющихся поверхностей, соответствующие приспособления также должны быть.
Подводка электропитания должна быть защищена от теплового повреждения в пределах рабочей области нагревательных элементов. Также и рабочая поверхность нагревательного элемента должна быть защищена от повреждения.
При хранении нагревательных элементов в период между сварочными процессами необходимо предусмотреть меры их защиты.
Устройства для подготовки сварного соединения
Для одновременной обработки плоско- параллельным способом торцов зажатых соединяемых труб должен быть подготовлен соответствующий режущий инструмент. Максимальные допустимые отклонения от плоско-параллельности соединяемых поверхностей:
Соединяемые поверхности могут механически обрабатываться стационарно установленным, или легко съемным инструментом (пилы, рубанки, фрезы).
Устройства регулирования давления, времени и температуры
Диапазон давлений машины должен иметь запас - 20 % величины давления, которое необходимо для максимального сварочного диаметра, чтобы компенсировать силы трения.
Давление и температура должно поддерживаться автоматически. Время, как правило, устанавливается вручную.
Чтобы обеспечить постоянство параметров сварки, желательно использовать нагревательный элемент с электронным температурным регулятором. При этом дожны обеспечиваться необходимые характеристики производительности и величины параметров в допустимых пределах.
Конструкция машин и безопасность их использования
В дополнение к вышеупомянутым требованиям, машины, используемые для работы на трассе должны иметь облегченную конструкцию. Кроме того, они должны иметь приспособления для транспортировки и опускания в траншею. Если напряжение электропитания больше 42 В, конструкция и эксплуатация машин должна обеспечивать соблюдение установленных местных правил электробезопасности.
Машины, используемые в заводских условиях,
- Универсальность основных конструктивных узлов (поворотные или выдвигающиеся вспомогательные инструменты и зажимы)
- Быстродействующие зажимы
- Максимальная степень механизации
- Индикатор (указатель) давления (гидравлическое / сварочное давление) на панели управления
- Возможность размещения инструкций и диаграмм в области обслуживания
- В случае больших машин рекомендуется применение подъемных механизмов с захватами.
|
Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.
|
Написать сообщение
|