Методы подводной сварки: сравнительный анализ. Подводный сварщик

Сварка под водой или подводная сварка

В основе дуговой подводной сварки лежит устойчивый принцип горения в газовом пузыре, который имеет место при сильном охлаждении окружающей среды. Образование пузыря становится возможным посредством улетучивания и деления газов, воды жидких металлов. Около горящей дуги происходит выделение значительного числа газов. Это вызывает частичное выделение газов в виде пузырьков. Вода, в свою очередь, в дуге делится на водород и кислород. Кислород вместе с металлом образуют окислы.

Чем объясняется стабильное горение под водой? Такое явление основывается на принципе минимума энергии Штеенбека – относительное охлаждение любого элемента дуги возмещается увеличением уровня энергии, которая выделяется на участке. Компенсирование тепловых потерь происходит под высоким напряжением (35 вольт).

Сварка под водой выполняется с использованием постоянного и переменного тока. Постоянный ток делает дугу намного устойчивей, нежели, переменный.

История открытия подводной сварки

Доказательства горения дуги под водой, с теоретической точки зрения, было известно еще в 80 годах XIX столетия. А вот практическое обоснование было продемонстрировано в 1932 году советским инженером К.К. Хреновым. Середина 30 годов ознаменовалась использованием ручной дуговой сварки для множества работ. Такой вид применялся для ремонта парохода, носивший название «Уссури».

Особенности сварки под водой

Людям далеких от такой сферы деятельности подобный процесс кажется удивительным, и непонятным. Также он противоречит законам физики, однако, именно эта особенность дает право сварки на существование. За счет испарения воды и выделения газа образуется пузырь, в котором и происходит горение дуги. Без сомнения, подводный способ характеризуется повышенными требованиями к изоляции: Как известно, любая вода, в том числе и морская выступает отличным проводником. Поэтому для того чтобы не допустить потери электричества все провода нуждаются в тщательном изолировании. Подобные требования выдвигаются и к технике безопасности.

Применение подводной сварки

Подводная сварка нашла применение в следующих сферах:

в строительстве гидротехнических сооружений;
возведение подводной части трубопроводных, судовых и других конструкций.

Разновидность сварки под водой

На сегодня известно четыре основных способа подводной сварки:

в сухой глубоководной камере;
в рабочей камере;
в портативном сухом боксе;
мокрая сварка.

Процесс подводной сварки в сухой обстановке

Такая разновидность предполагает содержание в камере не только сварщика, но и сварного узла. Процесс сваривания в глубоководной камере характеризуется высоким качеством сварных швов. Однако, используемые камеры крупные и массивные. Для ее сооружения потребуется большое количество дополнительных денежных средств и вспомогательного оборудования. Для того чтобы создать естественную среду, камера непосредственно устанавливается на места, где будут соединяться трубы. После помещения уплотнений между трубой и камерой, а также пневматической заглушки, происходит вытеснение морской воды с помощью газа. После того как вода была вытеснена сварка выполняется в сухой среде.

Понятие «сварка в сухой среде» означает процесс сваривания, который происходит под высоким давлением и в абсолютно изолированной среде от воды.

Сухая гидросварка

Для выполнения такой разновидности сварки, прежде всего, должна присутствовать стабильная сухая газовая среда вокруг мест сваривания и сварочной головки. Это становится возможным за счет использования специальных камер, изготовленных на заказ или невесомых портативных боксов. Что характерно, в этих случаях полуавтоматическая сварка, основываясь, на работу электродной проволоки происходит в сухой среде.

Мокрая сварка под водой

Она может быть выполнена в двух режимах:

ручном;
полуавтоматическом.

Соединение ручной сваркой может быть выполнено внахлестку, угловым, иногда стыковым, но чаще всего используется способ опирающегося электрода. Горение дуг при таком способе характеризуется устойчивостью. Подобным способом можно заварить швы, не завися от пространственного положения. Многообещающим выступает полуавтоматический вариант, в котором комбинируется механическая подача проволоки в зону дуги с подвижностью и глобальностью ручного варианта. За счет механической подачи проволоки становится возможным длительное время выполнять подводную сварку без перерывов.

weldering.com

Подводная сварка: виды, технология, оборудование

Число морских установок с каждым годом растет. Вместе с ними увеличивается потребность в осуществлении сварочных работ под водой, необходимых для соединения элементов трубопровода, монтажа или ремонта опорных сооружений. Подводная сварка может проводиться на разной глубине, потому что сварочная дуга сохраняет устойчивость при погружении и увеличении давления. При этом возрастает глубина проплавки металла. Но, дело в том, что организм человека с трудом переносит глубину более 45 метров, а погружение более чем на 100 метров – задача невыполнимая.

Сварочные работы под водой

Виды сухой сварки

Существует несколько разновидностей подводной сварки:

мокрая, делящаяся на ручную дуговую и полуавтоматическую;
в водолазном колоколе, или рабочей камере;
в сухой глубоководной камере;
в мобильном небольшом по размерам сухом боксе.

Наиболее популярны в настоящее время два из перечисленных видов:

мокрая дуговая ручная или полуавтоматическая;
сухая сварка.

Сварка в сухой среде (сухой глубоководной камере) – процесс достаточно трудоемкий и затратный, требующий наличия дополнительного оборудования, плавучих кранов, судов. Но качество швов, получаемых в результате работы, очень высокое, и совершенно идентично соединениям, делающимся на суше.

Гидросварка (глубоководная сухая сварка) проводится в небольших боксах, обеспечивающих постоянно сухую газовую среду. Сварной шов в этом случае выполняется при помощи электродной проволоки. Особенностью метода является требование к прилеганию элементов, которое должно быть максимально плотным в месте стыковки. Герметичность – важное условие. Необходимо использовать смесь инертных газов, которая вытеснит воду из бокса и будет поддерживать созданную сухую среду.

Специальное оборудование для подводной сварки выполняет контролирующие и измерительные функции. Пульт управления, располагающийся над водой, оснащен различными приборами, позволяющими регулировать и корректировать процесс.

Методы мокрой сварки

Мокрая сварка бывает двух видов:

ручная дуговая;
полуавтоматическая.

Выбор способа зависит от условий проведения сварочных работ.

Полуавтоматическая сварка сочетает в себе механическую подачу электродной проволоки с мобильностью ручной сварки, что обеспечивает длительность и беспрерывность работы. Проволока отличается от электрода меньшим диаметром и отсутствием покрытия, что позволяет управлять формированием шва. Улучшить качество соединения, создать более ровный и аккуратный шов, исключить порообразование и металлические включения в зоне соединения, можно за счет применения аргона, углекислого газа. При этом желательно предварительно снизить содержание водорода в свариваемом металле.

Порошковая проволока защищает дугу от вредного воздействия внешних факторов, что способствует повышению качества сварочного шва и делает ее применение при подводной сварке наиболее эффективным.

Дуговая сварка основана на способности дуги к стабильному горению в газовом пузыре, воды при сильном, интенсивном охлаждении водой. Образуют газовый пузырь водяные испарения и продукты плавки металла (пар и газы). Окислы получаются в процессе вступления в контакт металла и продуктов распада воды, кислорода и свободного водорода.

Дуговая сварка

При ручной дуговой сварке применяются только плавящиеся электроды для подводной сварки. Наиболее популярна при прокладке трубопроводов и монтаже подводных конструкций ручная сварка покрытыми электродами.

Электроды для ручной дуговой сварки

Сварка покрытыми электродами заключается в горении дуги в газовом пузыре, полученном в процессе испарения и разложения воды. Электрод оснащен образующей втулкой покрытия, которая обеспечивает устойчивое горение дуги и сохранение газового пузыря вокруг нее.

При сварке применяются обычные источники питания: переменный или постоянный ток. При этом гораздо предпочтительнее использование постоянного тока, сила которого варьируется в пределах 180 А – 220 А при показателе напряжения дуги до 35 В. Эти параметры выше тех, что применяются на открытом воздухе. Но избыток напряжения отлично компенсируется охлаждающими свойствами воды.

<center><ins class="adsbygoogle" style="display:block; text-align:center;" data-ad-layout="in-article" data-ad-format="fluid" data-ad-client="ca-pub-1812626643144578" data-ad-slot="4491286225"></ins> <script> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); </script></center>

Глубина проплавления при подводной сварке значительно выше, чем при проведении сварочных работ на суше. Соединения легко выполняются в различных пространственных положениях. Также сварной шов, выполненный в условиях подводной сварки, имеет грубую чешуйчатую структуру. Металл в месте соединения обладает высоким пределом прочности и надежности.

Недостатками являются низкая ударная вязкость, угол загиба материала и удлинение шва. При подводных сварных работах используются электроды, изготовленные из малоуглеродистой стали, имеющие толстый слой покрытия, состав которого совпадает с покрытием электродов применяемых на суше. С помощью целлулоидного лака, парафина, которыми пропитывается укрывной слой, электроды перестают поддаваться воздействию влаги. Водонепроницаемые свойства покрытия позволяют ему не разрушаться в течение длительного времени.

Изоляция и герметизация токоведущих элементов сварочной системы, позволяет избежать потери тока в цепи. Основной проблемой подводной сварки, над решением которой работает множество специалистов, являются дефекты сварочного шва (пропуск, смещение центра шва, отсутствие оплавления на одном из соединяемых элементов), не встречающиеся при работе на воздухе.

stroitel5.ru

Сварка подводная (видео)

Для ремонта трубопроводов и других металлоконструкций, находящихся под водой, требуется сварка подводная. Технологии проведения таких работ и их качество в настоящее время требуют усовершенствования. Если почитать различные рефераты по данной теме, то можно узнать, что существует несколько методов подводной сварки. К ним относятся:

сухая подводная сварка в глубоководной камере;
сухая сварка в компактном боксе;
мокрая сварка.

Существует несколько способов подводной сварки, которые отличаются по своей технологии.

Осуществление сварочного процесса

Глубоководная камера предназначена для ремонта крупных объектов. Это дорогостоящий метод, т. к. требует дополнительное использование судов, кранов и т. д.

Все основные процессы подводной сварки отличаются от аналогичных процессов при сварке на воздухе следующими параметрами:

Для осуществления этого процесса в камеру помещаются элементы, которые необходимо сваривать, а затем выкачивают воду. Для совершения работ водолаз-сварщик входит внутрь камеры и начинает варить, как при обычных условиях на суше. Используется обычное оборудование. Дополнительно применяются технологии для уничтожения продуктов горения, газоанализирующая установка и др.

Подводная сварка в глубоководной камере возможна на глубине до 300 м. Погружение на большую глубину является опасным, поэтому следует соблюдать осторожность и опускаться ниже только при крайней необходимости. Технологий, которые бы заменили водолазов-сварщиков в подобных условиях, пока не придумали.

Метод глубоководных камер невозможно использовать на мелководье, т.к. суда с необходимым оборудованием не смогут добраться до места назначения.

Сухое сваривание в компактном боксе также позволяет работать на большой глубине, но с меньшими объектами. Для подводного сваривания нужна сухая газовая среда, которая обеспечивается компактными камерами. Такие камеры изготавливаются из прозрачного материала и называются гидробоксами. Бокс должен быть герметичным, чтобы во время работы туда не попала вода. Сварщик в водолазном костюме опускается под воду и управляет дугой через специальное отверстие в боксе. Контролировать процесс позволяют прозрачные стенки. Такие боксы обычно изготавливают специально для определенного заказа, учитывая все особенности будущей работы.

Вернуться к оглавлению

Виды мокрого сваривания

Схема поста для ручной подводной сварки и оборудование.

Мокрое сваривание бывает двух видов: ручное дуговое и полуавтоматическое. Ручная подводная сварка основывается на возможности горения дуги в газовом пузыре, несмотря на воду вокруг него. Пузырь газа появляется от испарения воды, пара и плавящегося металла.

Во время сваривания, образуется множество газов, из-за чего давление в пузыре повышается. Облако, образуемое продуктами сгорания, создает трудности контроля дуги.

Сваривание под водой проводят при постоянном или переменном токе, это необходимо, чтобы компенсировать тепловые потери от охлаждения водой. Дуга горит лучше на постоянном токе, переменный ток создает пузырь газа только при замыкании.

Чтобы работать на больших глубинах, необходимо повысить напряжение и увеличить ток. В этом случае давление окружающей среды не повлияет на горение дуги.

Подводную сварку можно проводить в соленой и пресной воде. Однако стоит учитывать, что в соленой воде дуга горения возникает между электродом и любым металлом, даже если электрод его не коснулся. По этой причине нельзя направлять электрод на снаряжение водолаза.

Вернуться к оглавлению

Ручная дуговая сварка под водой

Режимы ручной подводной сварки.

Чаще всего сваривание под водой проводят методом опирающегося электрода. Детали при этом соединяют внахлест, под прямым углом (образуя Т-образную форму), с углом между поверхностями деталей выше 30°, и иногда методом стыка.

В этом случае дуга горит непрерывно. Сохраняя угол наклона электрода, сварщик проводит дугой поперек шва. Таким образом удобно сваривать в любом положении. Чтобы сделать вертикальный шов, необходимо начинать варить сверху вниз. Электрод наклоняется в направлении ведения сварки. Во время сваривания методом опирающегося электрода, нужно устанавливать силу тока выше, чем на суше.

Электроды для подводной сварки используют толщиной 4-6 мм. Их пропитывают специальными растворами: парафином, синтетическими смолами и т. д. Это обеспечивает их водонепроницаемость.

При сварке под водой необходимо использование специальных электродержателей, которые хорошо электроизолированы.

Замену электрода можно производить только тогда, когда ток отключен.

Вернуться к оглавлению

Полуавтоматическая дуговая сварка под водой

Сваривание осуществляется путем автоматической подачи проволоки к дуге горения. Ее преимуществом является длительность процесса сваривания. Во время работы создается меньше продуктов горения, что позволяет без помех наблюдать за созданием шва.

Принципиальная схема горения дуги под водой.

По сравнению с ручной сваркой, качество полуавтоматических швов значительно хуже. Швы сваривания выходят слишком узкими, пористыми и с посторонними включениями.

Улучшить качество помогает применение углекислого газа, помогающего защитить дугу горения. Благодаря этому уменьшается количество выделяемого водорода при сварке.

Хороший метод защиты дуги разработали в институте им. Е. О. Патона. Специальная порошковая проволока сохраняет дугу от влияния окружающей среды. Она создает непрерывное горение дуги, получая при этом качественные и прочные швы.

Для подводного сваривания применяются автоматы различного типа. Они позволяют сваривать металл толщиной от 4 мм на глубине до 60 м. Для работы автомата требуется сила тока около 300 А. Проволока толщиной 1,6 мм подается со скоростью до 22 см/с. Сварка под водой может составить около 2,5 часов.

Материалы для подводного сваривания:

сварочная проволока;
электродержатели;
водолазное снаряжение;
электроды для сварки под водой толщиной 4-6 мм;
сварочный электроагрегат.

Вернуться к оглавлению

Процесс подводного сваривания

Водород и кислород выделяются при разложении воды во время сварки. Они находятся возле дуги и значительно влияют на сварные швы. Водород хорошо взаимодействует с жидким металлом, что делает швы хрупкими, а кислород вступает со сталью в реакцию окисления. Возникающие окислы влияют на качество шва, оставаясь внутри него, они ухудшают его пластичность. Часть окислов может всплывать на поверхность.

Так как детали сварки находятся под водой, то это влияет на теплоотдачу стали. Она становится выше, что приводит к закаливанию металла в зоне термической обработки.

Столб дуги сжимается под воздействием высокого давления и охлаждения воды. Также это приводит к повышению его температуры. Из-за этого электродный металл может перегреться.

Выполнение сварочных работ под водой значительно отличается от обычных условий. Сварщик-водолаз во время работы находится под гидростатическим давлением, а кроме того, его действия стесняет водолазный костюм. Плохая видимость, течение и многие другие обстоятельства значительно влияют на качество сварки под водой. Швы не всегда могут быть выполнены идеально.

Однако мокрое сваривание имеет множество положительных моментов: она не требует больших финансовых затрат, может проводиться в короткие сроки, а также во многих труднодоступных местах, где другие виды сварки проводить невозможно.

Подводную сварку рекомендуется проводить на постоянном токе. Переменный ток делает дугу неустойчивой, что является небезопасным.

Для подводной сварки подходят те же агрегаты, которые используют на суше. Чтобы увеличить мощность агрегата, можно соединить их, применяя одну дугу горения.

Вода является хорошим проводником электричества, поэтому следует учитывать, что касание электрода любого металлического предмета приведет к зажиганию дуги. А случайное прикосновение к водолазному снаряжению может прожечь его насквозь.

Перед проведением работ, необходимо принять все меры безопасности, обеспечивающие водолазу наиболее возможную комфортность во время сварки. Перед проведением сварочных работ необходимо изучить приложенную к аппарату инструкцию и соблюдать технику безопасности.

expertsvarki.ru

Подводная сварка: виды, характеристика способа

Подводная сварка необходима для процесса устранения разного рода деформации деталей, находящихся на определенной глубине. Данная разновидность сварочного процесса применима при ремонтах морского и речного судна, гидротехнических работах. Сварочная дуга сохраняет стойкие качества при погружении и увеличении давления. Находясь под водой, качества проплавки металла под действием сварочного давления возрастают. Вследствие трудной переносимости человеческим организмом глубины, сварочные действия при погружении ниже 100 метров невозможны.

Разновидность подводного сварочного процесса

Сварка под водой подразделяется на несколько способов ее проведения:

ручной метод с помощью дуги;
полуавтомат;
в кабине водолаза, рабочем отсеке;
в боксе на определенной глубине;
в небольшом отсеке с кислородом.

Часто применимыми из вышеуказанных способов являются:

Сварка в герметичном боксе считается действием дорогостоящим и сложным, требующим присутствия специального оборудования: крана, судна. Данный трудоемкий процесс позволяет получить в итоге неотличимый от исходного шов.

Гидросварка осуществляется в камерах небольшой площади, в которую поступает сухой газ. Сварка при этом проводится с помощью задействования электродной проволоки. Отличительными показателями подводной сварки являются требования к степени прижатия деталей.

Процесс соединения заготовок должен производиться в герметичном боксе. При этом используется смесь инертного газа, который методом вытеснения вытолкнет воду на поверхность, что обеспечит работу без воды.

Специальные приборы для подводной сварки контролируют изменение температуры внутри рабочей зоны. Дистанционный блок, размещаемый на поверхности воды, позволяет устанавливать необходимую подачу мощности и влиять на процесс сварочного периода.

Выбор способа

Сварка под водой подразделяется на такой тип: ручная дуговая и полуавтоматическая. Технологический процесс соединения металла подбирается в зависимости от рабочих условий. Сварка полуавтоматом основана на сочетании механической подачи электрода с режимом ручного метода, что влияет на время проведения процесса и ее стабильности.

Выбранная электронная проволока в качестве соединительного материала имеет небольшие диаметры, позволяющие равномерному распределению их по поверхности исходных заготовок. Увеличить функцию соединения и получить равномерный стык может использование аргона в равном соотношении с углекислым газом. При этом потребуется свести к минимуму содержание водорода в металлоконструкции. Проволока в виде порошка послужит защитным барьером от внешнего влияния, которое повышает прочность соединения, и ее задействование в подводной сварке незаменимо.

Сварка под водой способствует равномерному горению газа, образуя пузыри, находящиеся в водном испарении и в продуктах металлического плавления. Процесс окисления получается в результате химического взаимодействия металловолокон и продуктов водного распада.

Выбор электродов

Подводная сварка электродной проволокой, покрытой защитным составом, заключается в розжиге дуги в газовом вакууме, что образуется в ходе испарения и распада жидкости. Электрод имеет покрытую пленкой втулку, которая производит бесперебойное горение дуги и стойкость вакуума вокруг рабочей зоны.

Вес пленки, содержащейся по всей длине электрода, должен составлять 150% от стержневой массы. При сварке под водой используются переменный и постоянный энергоимпульс. Чаще всего предпочтение отдается мощности в 180А, в случае дуговой мощности — до 35В.

Перенапряжение ликвидируется водным охлаждением. Глубина проплавки металлоконструкций максимальна, и отличается от процесса на поверхности. Сварочное действие возможно при любых положениях исходного материала. Шов при подводном процессе имеет уплотненную структуру на стальном участке, что гарантирует прочность и долговечность.

Среди отрицательных показателей данной технологии можно отметить низкие показатели ударного действия, загибочный угол и наплавку металла на стыковую зону.

При подводных сварных работах применяется электродная проволока на основе низкого содержания углерода. Такого рода материал имеет высокую плотность, совпадающую с электродным материалом для работы на суше.

Для работы на глубине марка электродов должна иметь показатели, указывающие на защитную пленку, которая имеет стойкость к влаге. Водонепроницаемость материала способствует долговечной прочности свариваемых деталей. Изоляция и герметизация электрокабелей системы спайки способствует сохранению электрического напряжения в цепи.

Также среди недостатков сварки под водой является пропуск при создании шва, его смещение и наплавка, не встречающиеся при работе на поверхности. Для качественной работы требуется иметь соответствующий материал и профессиональные навыки сварщика.

Работа водолазом сварщиком в России, вакансии водолаза сварщика в России

Водолаз

от 100 000 руб.,

Полная,

от 1 до 3 лет

Обязанности: Работа на добыче ВБР. (Поиск и подъем моллюсков) Требования: Опыт работы на глубине до 20 метров Условия: Проезд из любого региона РФ и СНГ оплачивается,… Полное описание

АзияИнфо, Южно-Сахалинск — hh: 2 недели назад

Водолаз

от 58 400 руб. до 87 600 руб.,

Полная,

от 6 лет,

Государственная

Водолаз 5 разряда Обязанности: повседневное выполнение работ по обследованию, очистке и ремонту (включая сварочные работы) объектов водопроводно-канализационного хозяйства … Полное описание

Мосводоканал, Москва — hh: 2 недели назад

Водолаз

от 82 400 руб. до 123 600 руб.,

Полная,

от 6 лет,

Государственная

Водолаз 7 разряда Обязанности: Руководство водолазными спусками.Повседневное выполнение работ по обследованию, очистке и ремонту (включая сварочные работы) объектов… Полное описание

Мосводоканал, Москва — hh: 1 неделя назад

Водолаз

Полная,

от 3 до 6 лет

Обязанности:Контроль за производством подводно-технических работ при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте подводных трубопроводов (газ, нефть). Заказчик… Полное описание

УралПодводСтрой, Пермь — hh: 20 часов назад

Полицейский - водолаз (Чукотский АО)

от 45 000 руб.,

Полная,

без опыта

Чаунский отдел вневедомственной охраны - филиал федерального государственного казенного учреждения "Отдел вневедомственной охраны войск национальной гвардии… Полное описание

ФГКУ ОВО ВНГ РОССИИ ПО ЧУКОТСКОМУ АВТОНОМНОМУ ОКРУГУ, Ставрополь — hh: 1 неделя назад

Водолаз

от 45 000 руб. до 55 000 руб.

Должностные обязанности: Основные функциональные задачи: - Эксплуатация водолазного снаряжения и оборудования, плавсредств при выполнении водолазных поисковых и… Полное описание

Аварийно-технический центр Минатома России, Нововоронеж — superjob.ru: 18 часов назад

ru.jobsora.com

Сварка под водой - Остальные вопросы

Дуговая электросварка под водой впервые осуществлена и изучена в Советском Союзе в 1932 г. Константином Константиновичем Хреновым. Оказалось, что дуга постоянного тока при питании от обычного источника тока горит под водой вполне устойчиво при условии, что электрод покрыт достаточно толстым слоем водонепроницаемого покрытия.

Особенно удивительно, что под водой дуга плавит металл почти так же быстро, как и на воздухе, несмотря на интенсивное охлаждение окружающей средой. Это обстоятельство объясняется саморегулированием состояния дугового разряда. Сила тока в разряде устанавливается регулированием источника, саморегулирование дуги меняет падение напряжения на отдельных участках разряда. Усиление отдачи энергии в окружающую среду автоматически повысит напряжение и мощность дуги, компенсирующие увеличение отдачи энергии, уменьшение потерь энергии во внешнюю среду вызовет снижение напряжения дугового разряда.

Охлаждение дуги водной средой повышает напряжение и тепломощность дуги, в результате идет интенсивное плавление металла. Для успеха сварки существенное значение имеет покрытие электрода; оно должно иметь достаточную толщину, 30% веса электродного стержня. Покрытие электрода, омываемое водой, расплавляется медленнее электродного стержня, поэтому при горении дуги покрытие на конце электрода образует так называемый козырек, способствующий формированию и удержанию газового пузыря, необходимого для нормального горения дуги.

Газовый пузырь при горении дуги непрерывно растет, увеличиваясь в объеме; затем газы его прорываются и поднимаются на поверхность, газовый пузырь уменьшается в объеме до минимума и снова начинает расти, что повторяется несколько раз в секунду. Газ пузыря состоит преимущественно из водорода, получаемого при разложении паров воды; кроме того, в нем имеются продукты разложения электродного покрытия, пары железа, пары воды, окись углерода, азот и пр. Водород, растворяющийся в наплавленном металле, образует поры и снижает пластичность металла. Поэтому необходима водонепроницаемость покрытия и отсутствие влаги в нем. Испарение воды в покрытии и электролиз с обильным выделением водорода на поверхности электродного стержня разрушают покрытие, срывают его с электродного I стержня и быстро приводят электрод в негодность. Особенно водонепроницаемым должно быть покрытие для работ в соленой морской воде.

Водонепроницаемость придают электродам специальной обработкой. После нанесения покрытия, его просушки и прокалки, I покрытие пропитывают и покрывают различными водонепроницаемыми составами. Например, проваривают электроды в расплавленном парафине (этот состав очень слабый, пригоден лишь для пресной воды). Лучший результат дает раствор целлулоида в ацетоне, а также бакелитовый лак. Наилучшим считается раствор синтетических смол в дихлорэтане. Стержни электродов из сварочной стальной проволоки Св-08 имеют диаметр 4-5 мм.

Пары железа и материалов электродного покрытия, соприкасаясь с водой, конденсируются, образуя мельчайшие коллоидальные частицы, в первую очередь окислов железа; эти частицы долгое время не осаждаются в воде и образуют в зоне сварки темно-бурое облако мути, мешающее наблюдению и работе сварщика-водолаза. Образование мути зависит и от состава электродного покрытия, одно из требований к нему — минимальное образование мути.

При удовлетворительном качестве электродов дуга почти так же устойчива, как и при работе на воздухе. Обычно работа производится на постоянном токе нормальной полярности. Возможна работа и на переменном токе. На постоянном токе вполне устойчива и угольная дуга, но она пока не находит применения. Интенсивное расплавление металла дугой позволяет выполнять обычные формы сварных соединений во всех пространственных положениях.

Наплавленный металл удовлетворителен по прочности, содержит повышенное количество водорода и его показатели пластичности понижены. Зона влияния сужена, структура металла носит признаки ускоренного охлаждения после сварки.

Водолаз-сварщик работает в тяжелом мягком водолазном снаряжении, обеспеченном телефонной связью (рис). Излучений дуги, проходя сквозь толстый слой воды, уменьшают свою интенсивность; все же для уменьшения утомляемости глаз в передний иллюминатор шлема вставлено цветное стекло; меняя положение головы, сварщик может смотреть через цветное стекло или помимо него. Держатель электродов имеет особую конструкцию, тщательно изолирован по всей поверхности для уменьшений утечек тока. Сварочный ток подается по гибкому кабелю с усиленной изоляцией. Водолаз-сварщик находится в особенно трудных условиях работы. Видимость зоны сварки, как правило, недостаточна. Сварщик стеснен в движениях водолазным снаряжением; недостаточна устойчивость сварщика, его постоянно сносит с занятого положения; каждое резкое движение отбрасывает сварщика в сторону. Поэтому для сварки под водой характерны дефекты, не встречающиеся в наземных работах: пропуски, сбой с линии сварки, нерасплавление одной из кромок шва и т. п.

Сварка возможна как в пресной, так и в соленой морской воде. В последней необходима тщательная изоляция электрододержателя. Даже небольшие неизолированные участки металлических деталей могут вызывать значительные утечки тока, до нескольких десятков ампер. В соленой воде дуга может зажигаться без касания электродом, лишь при приближении его к любому металлическому предмету, находящемуся в воде, хотя бы и не присоединенному проводом к источнику тока. Все металлические предметы в зоне сварки оказываются подсоединенными к источнику тока через воду. Поэтому в результате неосторожного приближения электрода к металлическим частям водолазного снаряжения, например к шлему или нагрудной манишке, водолаз может прожечь их.

Несмотря на трудности работы водолаза-сварщика и не очень высокое качество сварных соединений, подводная сварка получила довольно широкое практическое применение в судоподъемных, судоремонтных, аварийно-спасательных и прочих работах. Успешному применению подводной сварки способствует пригодность для подводных работ без всяких переделок обычных нормальных источников тока для сварки на воздухе. При обычных подводных работах сварочный ток берется в пределах 180-240А, напряжение дуги 30-35В; лишние 5-7В против сварки на воздухе идут на покрытие тепловых потерь, создаваемых окружающей водной средой.

Значительный интерес представляет возможность применения сварки на больших глубинах. Опыт сварки на глубинах до 100 м показал, что дуга горела устойчиво, ее расплавляющее действие усиливалось, что благоприятно для сварки. Имеются лабораторные исследования горения дуги при давлениях до 1200 am, что превышает давление на дне величайших глубин океанов; горение дуги протекало нормально, и она сохраняла свои обычные свойства.

Однако условия подводных работ весьма тяжелы для человека. При глубине свыше 20 м начинается интенсивное растворение азота в крови; при подъеме водолаза с уменьшением давления мельчайшие пузырьки азота выделяются, вызывая болезненные ощущения (кессонная болезнь). Поэтому подъем со значительных глубин опасен для жизни водолаза, и его производят медленно, с остановками по определенному графику. Кроме того, с увеличением давления на значительных глубинах самочувствие человека ухудшается. На глубинах 50-70 м нормальная продолжительность работы водолаза составляет всего 15 мин, а продолжительность его подъема в несколько раз превышает эту величину. Поэтому работа становится практически невыполнимой на глубине, превышающей 30-40 м.

Единственный путь увеличения производительности подводной сварки и распространения ее на значительные глубины — это механизация и автоматизация процесса сварки с максимальным сокращением времени пребывания человека подводой. Основная цель автоматизации в этом случае освободить человека от выполнения работ в особо тяжелых условиях. Имеются успешные результаты применения шланговых полуавтоматов и автоматов в подводных условиях с голой проволокой диаметром около 2 мм с вдуванием защитного газа аргона в зону дуги или без подачи газа. Применение простейшего шлангового полуавтомата повышает производительность труда водолаза-сварщика и сокращает время его пребывания под водой в 5-10 раз. В дальнейшем, с созданием комплекса автоматических устройств с телевизионным наблюдением и надводным управлением, станут возможными подводные сварочные работы на любых глубинах.

Сообщение отредактировал Andrew: 28 Февраль 2015 14:41

websvarka.ru

Подводная сварка