Горелка весьма интенсивно греет стык соединяемых труб и в короткий срок доводит металл стыка до сварочного жара и перехода в пластическое состояние, позволяющее производить осадку.

Время нагрева стыка не зависит от диаметра трубы, а лишь от толщины её стенки, это объясняется тем, что с изменением диаметра трубы соответственно меняется и диаметр горелки и число мундштуков, так что на каждый мундштук приходится всегда определённый участок поверхности металла трубы, поэтому и время прогрева стыка зависит только от толщины стенки трубы. Это имеет большую практическую ценность и даёт возможность выполнения газопрессовой сварки стыков труб значительного диаметра с исключительной скоростью, не достижимой ни при одном из других способов сварки.

Примерный расход газов на 1 см свариваемого сечения равен для ацетилена 8-10 л и для кислорода 9-10 л.

Для газопрессовой сварки стальных труб чистое время нагрева в секундах может быть определено по эмпирической формуле:

t=:>kS,

где t - время нагрева в секундах;

k - коэффициент, имеющий значение от 8 до 12; 5 - толщина стенки трубы в мм.

Таким образом, чистое время нагрева трубы с толщиной стенки 6 мм будет равно около 1 мин. независимо от диаметра трубы. Большим техническим преимуществом газопрессовой сварки трубных стыков является отсутствие необходимости поворачивать трубы в процессе сварки.

При хорошей организации работы и точной калибровке и обрезке концов труб полное время сварки трубного стыка может быть доведено до 3-5 мин., что вместе с высоким качеством и прочностью стыка, выполненного газопрессовой сваркой, делает этот метод весьма выгодным при сооружении больших трубопроводов для газа, нефтепродуктов и других назначений.

Устройство для газопрессовой сварки стыков трубопроводов имеет вид сложного механизированного и автоматизированного самоходного агрегата - комбайна, самостоятельно перемещающегося вдоль трубопровода и выполняющего за рабочую 8-часовую смену сварку стыков на протяжении до 2 км трубопровода. Все необходимое оборудование размещается на мощном гусеничном тракторе с повышенной проходимостью. Для выполнения грузоподъёмных операций трактор снабжён боковой стрелой. В периоды остановок .мотор трактора приводит в действие все необходимые механизмы, в том числе подъёмный кран и масляный насос, питающий механизм зажатия и осадки сварочной машины. На прицепе к трактору помещаются мощный ацетиленовый генератор высокого давления и батарея кислородных баллонов.

Трубы под газопрессовую сварку должны иметь хорошо калиброванные концы с достаточно постоянной толщиной стенок, правильным торцевым срезом, лежащим в плоскости, перпендикуляр-

ной оси трубы. На концах труб делается небольшой скос кромок, образующий при сборке угол раскрытия, равный в зависимости от толщины стенки 12-25°. Перед сваркой стыкуемые кромки зачищаются до металлического блеска.

Работу по сварке труб выполняют две бригады, работающие совместно и согласованно: сборочно-центровочная и сварочная. Сварочная бригада, пользуясь всеми механизмами сварочного агрегата - комбайна, в особенности же сварочной машиной или сварочной головкой, выполняет наиболее ответственную операцию сварки стыка.

Фиг. 145. Газопрессовая установка для сварки труб.

Сварочная головка подвешена на троссе и перемещается подъёмной стрелой трактора. Головка состоит из гидравлического сварочного пресса и сварочной горелки.

Гидравлический пресс состоит из двух прочных стальных колец, каждое из которых, в свою очередь, состоит из двух полуколец, соединённых шарнирно четырьмя стальными стержнями, являющимися штоками горизонтальных гидравлических цилиндров, производящих перемещение колец в осевом направлении, т. е. осадку. Кроме того, каждое кольцо имеет вертикальный гидравлический цилиндр, производящий выдвижение из тела кольца радиальных рифлёных кулачков, производящих зажатие трубы. Между кольцами пресса помещается кольцевая многопламенная сварочная горелка. Общий вид газопрессовой установки для сварки труб показан на фиг. 145.

Когда концы труб сомкнуты и сцентрованы центровочной бригадой, на стык надевается сварочная головка и закрепляется так, чтобы средняя плоскость горелки совпала со средней плоскостью стыка. После того как достигнута правильная установка горелки, сварщик подаёт сигнал трактористу о подаче масла в цилиндры

зажатия пресса, которые плотно зажимают стык труб радиальными стальными кулачками с рифлёной поверхностью, выдвигaющиiмиcя из тела кольца.

После подачи масла низкого давления в цилиндры осадки, трубы, смещаясь в осевом направлении, сжимаются в стыке с усилие.м

порядка 1 кг1мм сечения металла трубы. Общая величина осадочного давления равна 7-12 г для труб средних размеров. Затем зажигается и окончательно центрируется по стыку горелка. Канавка стыка по мере нагрева начинает заплывать (фиг. 146), металл выдавливается наружу, образуя усиление. Горелка остаётся всё время неподвижной, что форсирует нагрев и защищает .металл стыка от окисления.

После заполнения металлом разделки кромок, разогревают металл по обе стороны стыка, для чего сообщают посредством управляющего рычага горелке от руки колебания на 10 мм от оси стыка в обе стороны. Через несколько секунд достигается достаточный прогрев стыка и прилегающей зоны, и тракторист по сигналу сварщика подаёт масло высокого давления (до 30-50 атм) в цилиндры осадки пресса, вследствие чего осадочное давление на стыке возрастает до 3-3,5 кг1мм сечения металла трубы, в результате чего происходит значительная пластическая деформация металла и осадка стыка, примерно на 10 мм.

Процесс осадки длится около 5 сек., сварщик в это время продолжает разогрев металла колебательными движениями горелки. По окончании осадки горелка отводится в сторону и тушится. Для некоторого охлаждения стыка и увеличения его механической прочности сваренный стык выдерживается 5-10 сек., в прессе под давлением. На этом процесс сварки заканчивается, тракторист приостанавливает подачу масла, прекращается давление, сварочная головка снимается со сваренного стыка и переносится трактором к новому месту сварки.

Газопрессовая сварка применялась в строительстве газопровода Саратов - Москва и особенно широко и успешно для сварки труб диаметром 20 (508 мм) на строительстве газопровода Дашава - Киев.

Возможной крупной областью применения газопрессовых машин является газопрессовая сварка рельсового стыка, представляющая значительные дополнительные трудности по сравнению со сваркой труб. Ввиду того, что рельс имеет сложный профиль сечения с рез-

Фнг. 146. Кромки концов труб в процессе газопрессовой сварки;

1-сборка; 2 - предварительная осадка (la.ioe давление); J - окончательная осадка (большое давление), начало;

- то же, конец.