Как сваривать профильные трубы: способы сварки, инструкция и советы

Профильные трубы изготавливаются со стенками разной толщины, от нее зависит сложность их сваривания. Проще работать с толстостенным прокатом, а сложнее всего — с тонкостенным. Под влиянием высокой температуры квадратные и прямоугольные трубы деформируются сильнее, чем круглые, а расплавленный металл может попадать внутрь проката. Еще нужно учитывать риск появления больших напряжений в углах и следить за скоростью перемещения электрода вдоль стыка, ведь от нее зависит качество шва. Подробнее обо всех нюансах рассказываем в нашей инструкции, как сварить профильную трубу.

Для соединения профильных труб используются 2 вида сварки:

• Газовая. Применяется редко, поскольку более затратная, чем электродуговая, и сопряжена с повышенной опасностью из-за применения газа. Для создания нужной температуры в месте соединения используется смесь газов, в частности кислород и ацетилен. Газовая сварка не рекомендована к применению, особенно если трубы тонкостенные.
• Электродуговая. Более простая, эффективная и безопасная, чем газовая, поэтому широко распространена среди сварщиков, в том числе имеющих небольшой опыт. Можно сваривать металлические трубы любого сечения и толщины стенок, выполнять соединение встык, внахлест, под заранее заданным углом или методом тавровых швов.

Перед сваркой трубы нужно подогнать по размерам, выровнять и подогнать стыки, очистить металл от ржавчины. После этого свариваемые детали укладывают и фиксируют ровно так, как они будут находиться в готовой конструкции. Для фиксации используют магнитные крепежи и струбцины.

Перед тем как сваривать профильные трубы, нужно подготовить все необходимое. Для электродуговой сварки нужны сварочный аппарат, электроды, спецодежда и фиксаторы для самого проката. Что касается оборудования, то для работы можно использовать трансформаторный или инверторный сварочный аппарат.

Классический источник тока для генерации электрической дуги. Обладает простым устройством, но не имеет точной регулировки токовых параметров, что в сочетании с большим шагом настройки усложняет сварку тонкостенных труб.

Оборудование работает от трехфазной сети, требует стабильного напряжения, потребляет большую мощность, имеет внушительный вес и размеры. У новичков при работе с трансформатором возникают трудности с розжигом дуги и залипаниями, без опыта им трудно формировать швы.

Более современный вид источника питания сварочной дуги, благодаря которому проще сварить 2 профильные трубы. В сравнении с трансформаторным более компактный, имеет больше функций и моделей в целом, проще в освоении и работе, что особенно важно для новичков.

Электроника инвертора поддерживает стабильное горение дуги при скачках напряжения, позволяет легко регулировать ток, может подключаться к стандартной сети. Но важно учитывать чувствительность аппарата к перегреву, из-за чего для оборудования устанавливается режим эксплуатации, который предусматривает периодическое отключение во избежание перегрева полупроводникового блока.

Нужно отметить, что инвертор — это сварочный аппарат только для ручной дуговой сварки. Модели, работающие в режимах TIG, MIG/MAG, FLUX-сварке, считаются полуавтоматами.

Чтобы определить, чем лучше сваривать профильные трубы, нужно учесть толщину свариваемого проката и объем работ. Есть 2 способа электродуговой сварки подобных конструкций.

В сварке полуавтоматом задействуется неплавящийся электрод. Поскольку его подача автоматизирована, способ подходит для сварки габаритных металлоконструкций и выполнения протяженных швов. Для работы берется вольфрамовый электрод: диаметром 1 мм — при толщине стенок трубы не более 2 мм и диаметром 1,6 мм — при стенках толщиной более 2 мм. Также нужна сварочная проволока:

• диаметром 2-2,5 мм, если стенки 2 мм;
• диаметром 1-1,5 мм, если стенки 1 мм.

Сварка в среде инертного газа аргона используется для особенно тонкостенного проката, позволяет сварить профильную трубу 1,5-2 мм и прокат из нержавеющей стали. Также для защиты сварочной ванны могут применяться активные газы — углекислый или азот.

Кроме электрода требуются горелка и газовая аппаратура: баллон с газом, редуктор, шланги. Итак, если мы свариваем профильную трубу полуавтоматом, то порядок работ следующий:

1. Подготовить места соединения: зачистить металл напильником, шлифмашинкой или металлической щеткой. Полностью удалить окалину, ржавчину, масло, пыль. Обезжирить поверхность.
2. Выставить силу тока в диапазоне 20-100 А. Зависит от толщины электрода: для диаметра стержня до 2 мм подходит ток не более 60 А. При сварке трубы электродом малого сечения нужен постоянный ток с обратной полярностью.
3. Сделать несколько прихваток. Начать подачу газа (расход должен быть не более 12 л/мин.), прихватить трубу в нескольких местах для фиксации — обычно хватает 5 точек на гранях. Прихватки рекомендовано делать на всех трубах размерами более 10×10 мм.
4. Приступить к сварке шва. При толщине металла 1,5 мм начать сварку именно на прихватке, чтобы не прожечь тонкий металл. Торец электрода должен быть под углом 45° к свариваемым трубам, его двигают из стороны в сторону или ёлочкой. Сам электрод держат близко к сварочной ванне — на расстоянии не более чем 1,5 мм, поскольку чем короче дуга, тем меньше температура расплавленного металла, лучше проваривание и меньше риск, что трубу поведет. Сварочную проволоку подают плавно, чтобы предотвратить разбрызгивание. И проволоку, и пруток передвигают только вдоль шва, ни в коем случае не поперек. Тонкостенные трубы проваривают за один проход, ведя короткую дугу так, чтобы металл не слишком сильно расплавлялся.
5. Правильно завершить сварку. В конце стыка нужно вернуться на металл шва примерно на 20 мм и там оборвать дугу, иначе в конце образуется кратер.
6. По окончании сварки шва понизить силу напряжения, а через 10-15 секунд после отключения подачи электричества прекратить подачу газа. Отбить шлак и удалить брызги металла.

Теперь разберемся, как сваривать профильные трубы инвертором. Здесь используется плавящийся электрод, который выполняет и функцию присадочной проволоки. Такой способ подходит для небольшого объема работ, когда можно обойтись штучными электродами, и для проката со стенками толщиной от 2 мм.

Трубы толще 4 мм требуют дополнительной подготовки, нужно сформировать кромки посредством фаскоснимателя, что позволит сформировать шов в несколько слоев. Не менее важно, что такой толстостенный трубопрокат варят в несколько проходов, причем второй проход делают в направлении, противоположном предыдущему.

Для профильных труб со стенками до 4 мм нужны стержни диаметром 2-3 мм. Подойдут плавящиеся электроды АНО-4, УОНИ-13/55, МР-3С. Сила тока выставляется на уровне до 50 А для электрода до 2 мм и не более 100 А для электрода 3 мм. Дугу зажигают, после начала плавления стержня плавно ведут его на себя и в точке окончания шва отрывают от поверхности. При работе с тонкостенными трубами электрод тоже ведут на себя, но через 10 мм отрывают на секунду, чтобы не перегреть и не прожечь металл. Затем нужно коснуться стержнем места разрыва и протянуть шов еще на 10 мм.

Мы подробно разобрали вопрос, как сварить две профильные трубы. В зависимости от своих навыков вы можете использовать любой подходящий способ: сварку полуавтоматом или ручной метод с применением инвертора. Главное — соблюдать требования по силе тока, типу и размерам электрода и присадочной проволоки, а также учитывать нюансы работы с толсто- и тонкостенным трубопрокатом. Тогда вы сможете получить наилучшую свариваемость металла и сделать долговечные прочные сварочные швы.