Главной особенностью сварки труб и трубопроводов является отсутствие доступа к обратной, внутренней стороне шва. Это, за исключением тех случаев, когда используется соединение свариваемых кромок на подкладном кольце или соединение «на ус», делает не возможной подварку корня шва с внутренней стороны. В этих случаях очень высока вероятность «прожога», или «непровара» свариваемых кромок. И то, и другое является недопустимыми дефектами сварного шва.
В этом случае, практически единственным вариантом получения качественного сварного соединения остается сварка с обратным формированием шва – технологически сложный процесс, требующий не только высокой профессиональной квалификации, но и применение специальных сварочных материалов и оборудования.
В связи с тем, что формирование обратной стороны шва в этом случае осуществляется «на весу», то есть, без каких-либо поддерживающих устройств, чрезвычайно важно обеспечить качественную подготовку и сборку сварного соединения под сварку – обеспечить необходимый зазор между свариваемыми кромками и величину притупления свариваемых кромок. Без качественной подготовки и сборки не может быть качественной сварки. Так же важно обеспечить не только соблюдение рекомендуемых параметров сварки, но и контролируемое, дозируемое тепловложение в процессе ее осуществления. При завышенном тепловложение, происходит увеличение размеров жидкой сварочной ванны, ее веса. В этом случае силы поверхностного натяжения жидкого металла и расплавленного шлака не могут удержать сварочную ванну на весу. В результате происходит протекание сварочной ванны вовнутрь, то есть «прожог» свариваемых кромок. При недостаточном тепловложении получается не полный провар свариваемых кромок и отсутствие формирования обратной стороны шва заданных геометрических параметров.
Как правило, контроль тепловложения при сварке труб и трубопроводов достигается за счет импульсного режима сварки, при котором сварочный ток подается короткими импульсами.
Основными способами сварки трудопроводов, позволяющих обеспечить получение качественных сварных соединений являются:
При арго-дуговой сварке неплавящимся (вольфрамовым) электродом импульсно-дуговой режим обеспечивается преимущественно аппаратными средствами, то есть все параметры – продолжительность импульса и паузы, величина тока рабочей и дежурной дуги устанавливаются на источнике питания сварочной дуги и обеспечиваются автоматически. В качестве защитного газа используется аргон. Чистый аргон обеспечивает максимальный коэффициент поверхностного натяжения жидкого металла и облегчает удержание сварочной ванны на весу. Надо помнить, что в этом случае аргон подается не только в сварочную горелку для защиты вольфрамового электрода и сварочной ванны, но и во внутрь трубы, так называемый "поддув" защитного газа, с помощью специальных приспособлений.
При ручной дуговой сварке плавящимся электродом, импульсный режим достигается в основном за счет кратковременного прерывания сварочной дуги сварщиком, в процессе выполнения им сварки. То есть процесс тепловложения в полной мере контролируется самим сварщиком, что требует от него определенной квалификации. Поддержанию сварочной ванны "на весу" способствует жидкий шлак, образующийся от расплавления покрытия сварочного электрода, которое имеет специально подобранный для этой цели состав. Поэтому, для сварки труб и трубопроводов рекомендуется использовать сварочные электроды специально предназначенные для этой цели.
Использование механизированных способов сварки плавящимся электродом (MIG, MAG) для сварки трубопроводов затруднительно. В основе этих способов сварки лежит жесткая зависимость между напряжением на сварочной дуге и скоростью подачи сварочной проволоки, которая с одной стороны позволяет обеспечить устойчивый процесс сварки, но с другой, затрудняет получение контролируемого тепловложения, необходимого для сварки трубопроводов.