Электроды для сварки под водой — особенности и популярные марки
Сварка под водой может проводиться в разных условиях и с разными целями — ремонт судов, технические работы, строительство мостов или опор, сборка трубопроводов, пролегающих под водой. Чтобы сварка в воде была возможной, нужно использовать специальные электроды, отличающиеся от обычных.
Особенности сварки под водой
Сварка под водой производится несколькими методами, однако есть один общий принцип. Он заключается в том, что покрытие электродов формирует особый козырек, позволяющий дуге гореть постоянно. Во время зажигания образуются особые газы, выталкивающие воду и позволяющие выполнять работу с металлом. Весь процесс происходит под большим давлением.
Вот несколько разновидностей сварки под водой:
- сварка в сухой камере;
- мокрая сварка — полуавтоматическая и дуговая ручная;
- сварка в сухом боксе, который двигается под водой;
- сварка в рабочей камере.
Наибольшее распространение получили первые два вида работ.
Использование глубоководной камеры для проведения сварочных работ имеет очень сложную технологию и требует от сварщика особых навыков. Также потребуются специальные стержни и дорогое оборудование. Преимуществом сухой сварки в камере, является надежность и качество полученного шва. Соединение будет иметь те же характеристики, как и при обычной сварке.
Весь процесс проводится в сухом боксе, находящемся под водой. Его среда должна оставаться неизменной, иначе качество работы ухудшится. Сама сварка проводится при помощи электродной проволоки. Бокс должен иметь полную герметичность, а варить следует с использованием инертных газов.
Мокрая полуавтоматическая сварка проводится с использованием проволоки, не имеющей покрытия. Она позволяет сделать шов более точным. Ее диаметр очень небольшой, поэтому при работе с ней нужно некоторое мастерство и опыт. Сварка проводится с использованием углекислого газа и аргона. Дополнительно следует уменьшить количество водорода в свариваемом изделии или детали. В противном случае шов может получиться непрочным. В нем могут появиться трещины или поры, которые под воздействием давления воды быстро разрушат соединение.
Во время дуговой сварки, возникает пузырь газа, внутри которого дуга может гореть очень долго. Пузырь образуется от распада продуктов плавки и испарения воды.
Вот какие особенности можно выделить в подводной сварке:
- Электродную дугу очень сложно разжечь, поскольку на металле имеется коррозия, и вода обладает большой плотностью.
- Шов получается грубым и не точным, из-за большого давления и того, что металл очень быстро остывает.
- Сварка ведется на высоких токах и должна быть полностью герметичной.
- Дуга должна гореть постоянно, чтобы газовый пузырь не исчез.
- Полученное соединение сильно проплавляет металл из-за большого давления воды.
- Из-за мутности воды и образования пены, центр шва может смещаться. По той же причине могут возникать дефекты.
- Полученный шов имеет небольшую ударную вязкость.
- Работы следует вести сверху-вниз, поскольку под водой действует сильное притяжение.
В этом видео можно увидеть процесс сварки под водой:
Какие марки используются для подводной сварки?
Среди наиболее распространенных марок электродов для сварки под водой, можно выделить ЦМ-7С, АНО-1, ОЗС-3.
Практически все электроды подобного типа имеют общие характеристики со стержнями, применяемыми в обычных условиях. Сварочная проволока делается из малоуглеродистой стали. Обмазка, создающая облако газа, похожа на обычную обмазку электродов, но она немного толще и плотнее. Помимо этого в электродах для подводной сварки имеются:
Эти элементы создают защиту обмазку, не дающую ей раскиснуть и прийти в негодность.
Диаметр таких электродов составляет 4 — 6 мм. Требуемое напряжение составляет 220 — 340 В.
Кроме 3 указанных электродов, для работы под водой могут использоваться также электроды марки Broco. Вот какими свойствами обладают эти стержни:
- возможность резать и варить металл под водой;
- могут применяться для работы с нержавейкой и углеродистыми сталями;
- производятся в диаметрах 4, 6,4 и 9,5 мм;
- хорошо проводят ток благодаря меди в составе;
- высокое качество изоляционного покрытия;
- высокая температура горения — около 5000°С;
- электроды могут работать без горения дуги;
- могут проплавлять бетон и камень.
Среди российских электродов, можно отметить модель МГМ-50К. Электроды можно использовать как под водой, так в среде с высокой влажностью. Ими можно работать по не очищенным поверхностям — грязи и ржавчине.
Другая качественная модель электродов для подводной сварки — это ЭПС-52. Они не выделяют дыма при сварке и имеют гидроизоляцию. Их можно использовать как от постоянного, так и от переменного тока.
Заключение
Подводная сварка отличается сложной технологией и жесткими условиями проведения процесса. Однако этот метод сборки и ремонта определенных конструкций является попросту незаменимым. Во многих аспектах сварка под водой схожа с обычной сваркой на суше, однако есть множество нюансов, требующих специального оборудования и навыков.
Источник
Какие электроды используются для подводной сварки
Под водой можно вести полноценные сварочные работы при выполнении определенных условий. Примером таких работ может служить ремонт судов, строительство мостов и опор, возведение подводного трубопровода. Совместить такие понятия, как сварка и вода, можно только при помощи специальных электродов. Они существенно отличаются от традиционных расходных материалов, использующихся при сварке черных металлов.
Существует несколько способов ведения сварочных работ под водой. Принцип работы электрода заключается в том, чтобы создать в месте горения своеобразный «козырек», который бы сохранял дугу. Этот козырек образуется за счет газов, вытесняющих воду. Газы образуются при горении веществ, входящих в состав электрода. Весь этот процесс осуществляется под высоким давлением.
Процедура сварки металлов под водой может осуществляться одним из стандартных методов:
- Сварка в сухой среде.
- Мокрая сварка, подразумевающая работу в полуавтоматическом режиме и режиме ММА.
- Сварка в специальном боксе, способном перемещаться в воде.
- Сварка с использованием рабочей камеры.
Популярностью пользуются именно два первых способа, так как являются наименее затратными. Покрытие электродов, состоящее из парафина или особого лака целлулоида, растворенного в ацетоне, при горении образует газовый пузырь. При изготовлении таких электродов заготовки погружают в расплавленный парафин.
Принципиально иной способ подразумевает создание мастеру таких условий, которые были бы схожи с наземными. В непосредственной близости к месту сварки монтируется камера, из которой откачивается воздух. Естественно в данном случае можно пользоваться обычными электродами, однако такой способ обладает существенным недостатком – большие затраты для создания камеры. Полуавтоматическая сварка мокрым способом ведется специальной проволокой в среде аргона и углекислого газа.
Нюансы
Особые электроды – это далеко не все особенности, которыми отличается сварка под водой. Подводная сварка осложняется трудным розжигом дуги. Факторами, негативно влияющими на розжиг, является высокая плотность воды, наличие ржавчины и плохая обработка поверхности металла. Внешнее давление воды, а также ускоренная теплоотдача становятся причиной крайне неровного и грубого шва, который впоследствии приходится обрабатывать. К герметичности шва предъявляются повышенные требования.
Сварка в воде требует определенного навыка. Дуга должна оставаться постоянной на протяжении всего процесса, ведь именно при горении дуги выделяется газ, который является защитным пузырем. Большое давление воды нельзя рассматривать только как негативный фактор. Благодаря ему увеличивается глубина проплавления металла.
Преломление света, не всегда хорошая прозрачность, наличие пены мешают сварщику точно наложить шов, поэтому часто приходится исправлять дефекты. Помимо этого, техника сварки под водой отличается от техника на суше. Шов накладывается только сверху вниз.
Сразу выделим три наименования электродов, которыми часто пользуются в промышленности для проведения подводной сварки. Заметим, что это далеко не полный перечень марок с подобными свойствами. Многие мастера лестно отзываются об электродах немецкой фирмы ZELLER 555. Мы рассмотрим только продукцию российского производителя — ЦМ-7С, АНО-1 и ОЗС-3. Они предназначены не только для сварки в окружении воды, причем удовлетворяют всем требованиям качества и безопасности.
В плате технических требований они позиционируются, как и обычные расходные материалы для ручной дуговой сварки. Внутренний стержень изготовлен из стали с низким содержанием углерода. В составе обмазки особых отличий нет, однако она наносится на стержень более толстым и плотным слоем. В нее добавлены такие вещества, как парафин, целлулоидный лак и некоторые смолы. Они защищают обмазку от влаги, в противном случае покрытие просто раскиснет. Диаметр электродов для сварки под водой составляет 4-6 мм. Напряжение сети при подключении сварочного аппарата может варьироваться от 220 до 340 В.
Внимание мастеров могут привлечь электроды марки broco. Эти электроды рассчитаны не только на сварку, но и на резку металлов. Под водой можно проводить сварочные работы с углеродистой и нержавеющей сталью. Диаметр электродов может быть разным, он меняется от 3,2 мм до 9,5 мм. В составе стержня присутствует медь, которая улучшает проводимость. Серия SofTouch от компании broco характерна высокой температурой горения, достигающей 5000°C градусов.
Электроды марки МГМ-50К производят в России. Они считаются универсальными, то есть, адаптированы для проведения работ в условиях повышенной влажности. Важным показателем является то, что данная марка не избирательно к поверхности. Нет необходимости удалять ржавчину или предварительно зачищать плоскость контакта.
Наконец, еще один популярный вариант – ЭПС-52. При сварке практически не образуется дыма. Эти электроды предназначены для сварки постоянным и переменным током. Основные параметры, на которые следует ориентироваться при выборе электродов, — диаметр, наличие гидроизолятора, повышенная проводимость металла и высокая температура горения.
Источник
Новый тип электродов для заварки аварийных повреждений на стальных трубопроводах
С.А. Шамин, главный технолог электродного производства,
ОАО «Межгосметиз-Мценск», г. Мценск Орловской области
Большое количество порывов на тепловых сетях (а также других инженерных коммуникациях) обусловлено, в первую очередь, высокой степенью износа стальных трубопроводов, многие из которых уже выработали свой расчетный ресурс. Кроме этого, качество строительно-монтажных работ при прокладке труб тепловых сетей также напрямую влияет на надежность их эксплуатации. В связи с этим решение вопроса оперативной и качественной ликвидации возникающих инцидентов на трубопроводах (с целью недопущения перерастания этих технологических нарушений в крупные аварии и чрезвычайные ситуации) является актуальной задачей.
Как правило, многие эксплуатационные и ремонтные организации (подразделения, бригады) не оснащены современным «навороченным» ремонтным оборудованием, материалами и не избалованы приличной сварочной техникой и инвентарными приспособлениями.
При подобных работах порой не удается полностью «обезводить» аварийный участок и произвести заварку дефекта по «классическим канонам». Под бьющей струей воды произвести заварку повреждения практически невозможно, т.к. струя выдувает жидкий металл из сварочной ванны.
При заварке точечных отверстий эффективен следующий прием. На месте порыва к трубе приваривается обыкновенная гайка соответствующего размера таким образом, чтобы струя воды находилась по центру отверстия гайки. После чего в гайку вкручивается болт с подмоткой («фум», лен). Для большей надежности болт сваривается с гайкой.
Дело обстоит сложнее, когда порыв достаточно протяженный либо он находится в угловом шве, в месте врезки труб. Истечение воды сильно мешает нормальному горению дуги либо дуга вообще не горит. Для решения этой проблемы нами был разработан универсальный электрод марки МГМ-50К, хорошо зарекомендовавший себя в указанных условиях.
В связи с этим возникает возможность применения ряда приемов, позволяющих провести ремонт сквозных повреждений стального трубопровода, находящегося под остаточным давлением воды до 1 атм, которые рассмотрим после описания особенностей разработанного электрода.
Отличительные особенности нового электрода
Электрод МГМ-50К обладает способностью производить сварку в неблагоприятных для других марок электродов условиях: вокруг дуги возникает газовый пузырь, который оттесняет воду и обеспечивает приемлемые условия для процесса сварки.
Электроды предназначены для сварки широкого диапазона конструкционных углеродистых и низколегированных сталей, а также сталей повышенной прочности с пределом прочности 490-660 МПа и пределом текучести 375 МПа.
Сварка производится как на переменном, так и на постоянном токе обратной полярности во всех пространственных положениях, кроме вертикального «сверху-вниз». Электроды марки МГМ-50К выпускаются диаметром: 2; 2,5; 3; 4; 5 мм.
Оптимальный подбор состава покрытия газошлакообразующих, легирующих материалов, а также ввод в его состав редкоземельных элементов, железного порошка и ионизирующих добавок позволило получить электроды с высокими сварочно-технологическими и механическими свойствами наплавленного металла (табл. 1-3).
Рассматриваемые электроды обеспечивают:
■ легкость первичного и повторного зажигания дуги;
■ устойчивость и стабильность горения электрода при сварке «опиранием», короткой, средней и длинной дугой;
■ отличную газовую защиту сварочной ванны и качественное формирование сварочного шва;
■ управляемость сварочной дугой при любых углах наклона электрода к свариваемой поверхности;
■ возможность сварки при кратковременном увлажнении поверхности электродов, без снижения качества наплавленного металла и сварочно-технологических свойств;
■ возможность применения при проведении ремонтных сварочных работ с наличием ржавчины, влаги и других загрязнений на свариваемых поверхностях, а также в кратковременном режиме и под слоем воды;
■ возможность получения надежных и качественных сварных соединений на сварочных аппаратах различных уровней качества сварщиками любой квалификации;
■ возможность сварки тавровых, угловых, на- хлесточных, стыковых сварных соединений металлоконструкций и трубопроводов.
Коэффициент наплавки данными электродами составляет 8,7 г/А.ч, а расход электродов на 1 кг наплавленного металла составляет не более 1,8 кг (обе величины являются справочными данными. — Прим. авт.).
Рекомендации по заварке аварийных повреждений
Ниже приводятся рекомендации по заварке аварийных повреждений на стальных трубопроводах, находящихся под остаточным давлением до 1 атм электродом марки МГМ-50К диаметром 3 мм.
При подготовке к сварке производится зачистка места сварки по мере возможности, а после каждого слоя сварки необходимо отбивать образовавшийся шлак. В зависимости от типа повреждения рекомендуется производить заварку различными методами.
1. Заварка с зачеканкой. Сварочная дуга зажигается на небольшом расстоянии от сквозного повреждения (примерно 2-3 диаметра сварочного электрода) на более сухой поверхности и подводится почти к краю повреждения. По периметру повреждения наплавляется валик, который постепенно по сужающейся спирали подводится к центру повреждения. Жидкий металл сварочной ванны при этом выдувается действием текущей воды. Поэтому сразу после отрыва дуги (пока металл горячий и пластичный) производится зачеканка остающегося отверстия молотком до прекращения течи. Если полностью прекратить течь не удалось, следует повторить операцию. После окончательного прекращения течи необходимо усилить место зачеканки под- варкой.
2. Заварка протяженных повреждений. Аналогичным образом можно заварить протяженные линейные дефекты. При этом дефект разбивается на достаточно короткие участки, которые последовательно обвариваются по спирали к центру каждого участка и зачеканиваются согласно технологии, описанной в п. 1. Заварку дефектов следует начинать с участка наименьшей течи. А если поток по протяженности повреждения одинаковый, то с верхнего участка.
3. Ремонт с наложением заплаты. Если прилегающие к повреждению стенки трубы ослаблены коррозией, протяженные повреждения не всегда удается заварить по технологии п. 2. В таком случае на участок трубы с порывом приходится налагать заплату. Приложив заплату, придавливание, прихватку и сварку первого шва электродами производят в самом неудобном положении (например, в «потолке»). При этом основной поток воды направляем в другие стороны. Далее завариваем следующий по неудобству шов. Последним заваривается шов в самом удобном для сварки положении (верхнее). Заварку последнего шва производим теми же электродами (при необходимости по технологии п. 2) короткими участками с зачеканкой и подваркой, начиная с участка наименьшего потока воды.
Для защиты от поражения электрическим током сварщику следует применять соответствующие меры электробезопасности. В частности, производить сварку в диэлектрических перчатках и обуви, в резиновом фартуке для защиты одежды сварщика от намокания, на деревянных трапиках, резиновых ковриках. Полезно включение в сварочную цепь ограничителя напряжения холостого хода.
Под действием напора воды возможен выплеск жидкого расплавленного металла из сварочной ванны, поэтому необходимо работать в плотно застегнутой спецодежде, в застегнутом подшлемнике и дополнительных защитных очках под сварочной маской.
Источник
