Принцип сварки под водой

Подводная сварка

Содержание:

Подводная сварка считается уникальной технологией, во время нее соединяются металлические конструкции, находящиеся в подводной среде. Этот метод используется при строительстве и ремонте разных сооружений, которые находятся под водой. Во время проведения сварки используется специальное оборудование, которое позволяет работать под водой. Но все же перед тем как приступать к работе стоит изучить основные особенности и нюансы процесса.

Особенности

Сварка под водой является опасной работой, это связано с тем, что сварщик находится в токопроводящей среде. В это время организм испытывает сильные нагрузки из-за сильного давления воды. Но все же применение данного метода делает возможным прокладку трубопровода для водоснабжения поселка или целого района. Также при помощи подводной технологии можно связать две части города при помощи прокладки металлического моста через реку.

Сварка в воде осуществляется за счет оттеснения жидкости испаряющимися газами, которые образуются в результате плавления электродов. Воздушная смесь производит выталкивание воды из области сварной ванны. Именно она удерживает дугу, производит соединение с высоким качеством.

К главным особенностям сварочной технологии под водой можно отнести:

1. Горение дуги осуществляется в области воздушного пузыря, на его стенки давит жидкость. За счет этого оказывается давление на вплавляемую металлическую заготовку. Все это приводит к тому, что соединения получают глубокое проплавление.
2. В связи с тем, что оказывается наружное давление и осуществляется моментальное остывание наложенного металла. При этом чешуя соединения приобретает углубленные формы.
3. Испаряющиеся газовые смеси вызывают сильное вспенивание воды, это может ухудшить видимость сварного процесса. На видимость сварщика оказывает влияние структура жидкости, а именно степень ее прозрачности. По этой причине может происходить смещение центра соединения.
4. На начальном этапе может происходить не точное попадание электрода в точку соединения конструкций из металла. Через защитный фильтр невозможно ничего увидеть в темноте, поэтому сварщик вынужден брать второй рукой кончик электрода и направлять его на начальную область сварного соединения.
5. При сварочной технологии в отличие от работ на суше используются повышенные режимы тока. Это требуется из-за быстрого охлаждения металлической основы. В итоге получается прочное и герметичное сварное соединение. Однако ускоренный процесс кристаллизации молекулярной решетки создает слабую сопротивляемость шва на изломы, а также снижает ударную вязкость.
6. Водная сварочная технология обладает тяжелым розжигом. Конструкции из металлической основы, сверху частично покрыты коррозийным поражением, это может снижать возбуждение дуги. По этой причине сварщик вынужден буквально ковырять электродом по изделию.
7. Поскольку под водой действует сила притяжения, то швы должны выполняться сверху вниз.
8. При проведении сварочного процесса под водой дуга должна гореть непрерывно, это обеспечит полноценное образование газового пузыря и предоставит возможность для нормальной накладки шва.

Технология

Чтобы понять, как варят сваркой под водой, стоит рассмотреть особенности технологии данного процесса. Основная суть состоит в том, что при проведении варения под водой выделяется газ, который образует пузырь. Именно он обволакивает электроды для подводной сварки и свариваемые детали, что приводит к освобождению пространства для горения дуги.

Стоит отметить! Тепло, которое выделяется при горении дуги, расходуется на разогревание и плавление металла. При этом металлическая основа постоянно охлаждается под воздействием окружающей воды.

Иногда температура при проведении подводного сварочного процесса может опускаться до отрицательных значений. Обычно это происходит в ситуациях, когда вода насыщенна большим объемом солей.

Газ, который выделяется при горении дуги, частично считается продуктом сгорания металлов. Небольшая его часть (водород и кислород) образуется во время разложения воды под влиянием электрического тока и повышенной температуры.

Форма шва

Если вы новичок или неопытный сварщик с небольшим стажем, то прежде чем проводить подводную сварку вам обязательно нужно пройти обучение. Оно позволит разобраться во многих нюансах этого процесса, включая какой формы должен быть шов. В связи с тем, что при проведении технологии под водой происходит постоянное всплытие газа в беспорядочном движении, это может ограничить видимость в зоне сварной ванны.

Именно данные обстоятельства оказывают влияние на особенности конструкции шва при проведении сварки под водой. Они обычно выполняются в виде тавров, а именно когда соединяемые детали находятся относительно друг друга под углом, который близок к прямому. А если соединяемые детали должны быть в одной плоскости, то их сваривают внахлест.

Напряжение и ток

При проведении сварочного процесса под водой требуется высокое напряжение, которое сможет обеспечить устойчивое горение дуги. Его показатели должны составлять 30-35 В.

Чтобы смогла производиться подача такого напряжения на глубину, применяются специальные сварочные аппараты, которые могут выдавать напряжение в 80-120 В и сварной ток 180-220 А. Сварочная технология под водой может выполняться с применением постоянного и переменного тока.

Электроды и сварная проволока

Особое внимание стоит обратить на электроды для сварки под водой. Данные элементы должны быть выполнены из материала, который не подвержен воздействию воды. Часто для этого вида сварки используются материалы из малоуглеродистой стали.

Важно! Подводные электроды покрываются специальной обмазкой. Для нее используются составы, которые предотвращают разрушение материала длительного время. Они создают на поверхности защитной слой с водонепроницаемой структурой.

Электроды для сварки в воде могут покрываться парафином, воском, растворенным в ацетоне целлулоид. Именно эти смеси имеют хорошее защитное действие, они позволяют длительное время работать под водой.

Электроды для сварки с водой могут иметь диаметр от 4 до 6 мм. Часто применяются элементы специальных марок:

Во время проведения полуавтоматического сварочного процесса используется сварочная проволока следующих марок — СВ-08Г2С, ППС-АН1.

Сварочная технология, которая проводится под водой, является необходимой технологией для проведения важных работ. Она широко используется в нефтяной области, при проведении ремонтных работ судов морского и речного типа, причалов, портовых сооружений и других важных конструкций. Процесс обладает достаточно сложной технологией проведения, но если знать все важные особенности, то в результате можно получить прочное и долговечное соединение.

Интересное видео

Источник

Как варят под водой сваркой

Подводная сварка – процесс, протекающий под водой. В зависимости от условий работы соединение конструкций происходит в сухой среде, то есть в специально подготовленном защитном боксе, или в мокрой, то есть непосредственно в воде без использования воздушного пузыря. Применение подводной сварки востребовано при монтаже тоннелей, мостов и прочих сооружений, ремонте трубопроводов, нефтяных платформ, судов.

Технологии и процесс подводной сварки

Для соединения металлоконструкций или резки применяются такие методы:

• сухой процесс на глубине в передвижных боксах, обычных или гипербарических камерах (дуга стабильнее, качество шва выше, но и затраты значительные);
• мокрая СВ без специального защитного оборудования.

Защита сварщика от электрической дуги в подводной среде

Для защиты от поражений электротоком при выполнении работ используется специальное оборудование, адаптированное для сварки в водной среде. Обязательно применяется щиток сварщика, гарантирующий защиту от яркой дуги. Набор СИЗ при проведении работ под водой подбирается с учетом специфики выполняемых работ.

Выбор электродов для подводной сварки

Для соединения шва при СВ используются такие типы электродов:

• порошковые для полуавтоматического метода;
• на основе сталей с низким содержанием углерода;
• с защитной водонепроницаемой смазкой на основе парафина, смолы, нитролака (вес пропитки – от 150% массы стержня).

Оборудование для сварщика для работ под водой

Для проведения работ применяются такие же аппараты, как и для сухопутной. Но для трансформаторов нужна охладительная безвоздушная система. Кроме того, держатели, механизмы подачи электродов, разъемы и другие элементы должны иметь надежную изоляцию и быть герметизированными.

Особенность соединительного шва при подводной сварке

Использование специальных расходных материалов, в том числе с обмазкой на основе смол, повышает качество соединительного шва. Чем толще защитное покрытие, тем выше защита от влаги, предотвращается появление пор и раковин, интеграция электродного металла в заготовку более высокая.

Ток и напряжение – особенности работы в сухой среде и воде

Процесс подводного соединения элементов конструкций разделяется на следующие виды:

• гидросварка непосредственно в воде;
• работы «на суше », то есть в сухой защитной среде.

В первом случае процедура, при которой детали свариваются, проводится в водной среде. Работают с особым водонепроницаемым электродом, который нагревается одновременно с заготовкой. Вокруг точки соединения и электродуги образуется газовый пузырь, внутри которого металл с поверхности электродного стержня переносится на края заготовки. Образование пузыря происходит благодаря распаду электродов, возникающий при работе ток 150-220 А (рабочее напряжение до 35 В) индуцирует быстрый перенос металла. Но охлаждение при работе в водной среде быстрое, что является одной из проблем технологии. Также процесс сварки металлов ограничивается возникающим водородным охрупчиванием.

Гидросварка под защитой сухой среды выполняется в глубоководных камерах, сухих и полусухих боксах. Камеры заполняются газовой семью под давлением, металл обрабатывается с применением таких способов:

• дуговая РДС;
• с использованием порошкового электрода ;
• аргонодуговая с неплавящимися стержнями;
• по методу MIG;
• плазменная (используется при сварке и для резки ).

Обычно используют неплавящиеся электроды, что обусловливает особенности процесса, протекающего под воздействием дуги.

Проволоки, электроды и другие нужные материалы

Сварочная проволока, электроды и другие расходные материалы по своим свойствам схожи с используемыми при стандартных условиях. Но стержни должны быть водонепроницаемыми, используемые типы проволоки изготавливаются из малоуглеродистой стали. Также герметичными должны быть кабели и держатели.

Поведение конструкций в жидкостях – особенности

При работе мокрым методом конструкция шва выполняется в виде тавра, то есть края деталей надо располагать под углом. При размещении деталей или листов в одной плоскости соединение выполняется внахлест. Это обеспечивает проведение сварки при плохой видимости, вызываемой газовыми пузырями.

Подводная сварка металла – что должно быть в боксе

При выполнении работ по методу сухой СВ используются боксы. Сварщик внутри находится в водолазном костюме, но вода из камеры откачивается. Оборудование и инвентарь применяются такие же, как и для суши, исключение касается только гидрозащиты агрегата, кабелей и соединений. Шов получается такого же качества, как и на суше.

Горение в подводном газовом пузыре

Основной сварочной технологии под поверхностью воды является принцип горения в пузыре с одновременным охлаждением жидкости вокруг. Такая естественная камера образуется при делении и улетучивании газов и металлов. Частично газ выделяется в виде мельчайших пузырьков, вода вокруг разлагается на водород и способствующий образованию окислов металла кислород.

Полуавтоматическая подводная сварка

Дуговая подводная сварка полуавтоматом основывается на сочетании ручного метода и автоматической подачи электродной проволоки. Такая технология отличается стабильностью процессов, сокращенным временем выполнения работ и повышенным качеством шва. Для работы используются расходные материалы малого диаметра, что обеспечивает равномерное распределение по поверхности и формирование ровного, тонкого и прочного шва. Полученное соединение выдерживает большие нагрузки, не требует дополнительной обработки или зачистки.

Для получения ровного стыка количество аргона и углекислого газа должно быть равным, содержание водорода в свариваемых конструкциях сводится к минимальному. Оптимальным выбором является порошковый электрод, повышающий прочность. Такая проволока для подводных работ является незаменимой и отвечающей установленным требованиям.

Выполнение работ под водой может нести определенные риски, в их числе – поражение током. Для исключения таких ситуаций необходимо использовать оборудование, специально адаптированное для водной среды. Также от сварщика требуется соблюдение правил безопасности, особенно при выполнении работ на большой глубине.

Источник

Что такое подводная сварка?

Когда речь заходит о сварке большинство людей представляют себе закрытый цех и сварщика в рабочей робе с маской на лице. Именно так в глазах обывателей и многих новичков выглядит сварка. Но немногие знают о том, что помимо работы на суше сварка может применяться и под водой.

Многим сложно поверить в то, что подводная сварка возможна. Ведь это почти всегда прямой контакт с электричеством. По этой причине мы решили кратко рассказать вам, как варят металл под водой и зачем это необходимо. Также вы узнаете, в каких случаях используют специальные электроды для сварки в воде и какие существуют разновидности подводной сварки.

Общая информация

Сварка под водой (она же гипербарическая сварка) — метод соединения металлов в условиях повышенного давления. Как правило, производится под водой, но не всегда этот процесс может быть «мокрым», в некоторых случаях используется специальная камера, в которой нет воды. Такую сварку называют сухой. Позже мы подробнее расскажем о видах подводной сварки.

Простому обывателю мало что известно о сварке под водой, но тем не менее она широко используется. Подводная сварка незаменима в ситуациях, когда необходимо выполнить быстрый ремонт подводных трубопроводов, нефтяных платформ или кораблей. Зачастую методом подводной сварки варят сталь.

Отдельно отметим, что подводная сварка была изобретена в начале 20 века нашим соотечественником Константином Хреновым. С тех времен сварка под водой модифицировалась, появились более совершенные комплектующие, а сварщики получили больший запас времени благодаря современным кислородным баллонам.

Подводная сварка выполняется с помощью обычных электродов (если сварка сухая) или специальных электродов для подводной сварки. Электрод для сварки под водой имеет покрытие из парафина. А для сухой сварки применяют привычные марки вроде АНО-1 или ОЗС-3.

Разновидности

Сухая сварка

Сухая сварка — метод подводной сварки, когда вокруг детали монтируется специальная герметичная камера или мобильный бокс. Из камеры или бокса откачивается вода, создается избыточное давление, и камера заполняется специальной газовой смесью. Таким образом вода просто не контактирует с деталью.

Избыточное давление необходимо для стабилизации горения дуги. К тому же, в таких условиях изменяется химический состав металла, тем самым уменьшается диаметр катодных и анодных пятен. А это плюс для подводной сварки.

В камере сухо, а большинство методов адаптированы под работу при избыточном давлении, поэтому вы можете варить разными способами. Вам доступна классическая ручная дуговая сварка (она же РДС), дуговая сварка порошковой проволокой, аргонодуговая сварка с применением неплавящегося электрода, дуговая сварка в среде защитных газов (она же MIG/МИГ сварка).

Даже плазменная сварка возможна под водой, если она будет производиться в герметичной камере. Но в большинстве случаев используется аргонодуговая сварка неплавящимся электродом. Главное достоинство сухой сварки под водой — это возможность использовать большое количество методов обычной сварки.

Мокрая сварка

Но что, если у вас нет возможности монтировать герметичный бокс или возникла аварийная ситуация и на подготовительные операции просто нет времени? В таких случаях применяется мокрая подводная сварка. Из названия ясно, что такую сварку проводят прямо в воде. В работе используются водонепроницаемые подводные электроды.

Суть такова. Возбуждается дуга, которая нагревает металл и сам электрод. Электрод плавится и его капли попадают на поверхность металла благодаря газовому пузырю, который формируется вокруг дуги и позволяет вести сварку несмотря на воду. Сам же газовый пузырь образуется во время плавления электрода. На словах ничего сложного, но по факту образуется очень много шлака, который не дает металлу быстро охладиться. Из-за этого качество шва заметно падает. Поэтому мокрая подводная сварка считается одной из самых сложных.

Мокрая сварка применяется только в тех случаях, когда сухая сварка невозможна. Поскольку мокрый метод объективно хуже и сложнее, чем сухой. Также зачастую в подводной сварке используют постоянный ток. При этом рекомендуется установить его силу от 180 до 220 ампер, а напряжение дуги не должно превышать 35 вольт.

Техника безопасности

Вода создает множество проблем не только для сварки, но и для здоровья самого сварщика. Ведь прямой контакт с электрическим током никогда не заканчивается хорошо. Поэтому для подводной сварки можно использовать только то оборудование, что защищено от воды по международному стандарту.

Также сварщик должен учитывать, что ему придется быть и сварщиком, и водолазом одновременно. А у водолазов есть свои профессиональные болезни. Самая распространенная — кессонная болезнь, когда вдыхаемый в большом количестве газ из баллона может привести к блокировке кровотока. Чтобы этого избежать нужно применять особые методики подъема со дна на сушу, при которых достигается декомпрессионный эффект.

Вместо заключения

Вот и все, что мы хотели рассказать вам о сварке под водой. Возможно, новичков удивил тот факт, что существуют особые электроды для подводной сварки. Тем не менее, это очень интересный и часто просто незаменимый способ соединения металлов. Особенно в тех местах, где металлические детали просто нельзя демонтировать и поднять на сушу.

Конечно, такую работу поручают только сварщиках высшей категории и с большим опытом. Ведь помимо навыков сварки вам придется проявить смелость и опустить на морское дно, пусть и с кислородным баллоном. Также в таких условиях нужно особо тщательно соблюдать технику безопасности, чтобы избежать несчастных случаев. А вам приходилось варить под водой? Расскажите об этом в комментариях. Желаем удачи в работе!

Источник