Как проводят сварку под водой

сварка под водой

Главная сварка под водой

Для решения задач ручной подводной сварки мы можем предложить специализированные сварочные источники для сварки под водой, позволяющие квалифицированно и безопасно выполнять сварку под водой, и произвёднные в Германии.

 Безопасность для защиты сварщика-водолаза от ударов током:

— Соответствует директивам Code of Practice for the Safe Use of Electricity under Water

— повышенный уровень безопасности благодаря напряжению холостого хода макс. 45В DC

— аварийный выключатель для быстрого отключения  аппарата в экстренных ситуациях

— обусловленное конструктивными особенностями, пассивное ограничение напряжения

  холостого хода за счет вторичной регулировки тока.

активное ограничение напряжения холостого хода при колебаниях напряжения сети с 

  помощью специальной электронной защиты против остаточного напряжения.

ограничение выходного напряжения до 15В DCдо начала сварочного процесса или же

  после прерывания сварочной дуги.

— отключение силовой электроники посредством специального выключателя.

— отключение силовой электроники при перенапряжении в сети

Область применения

— Электроды: оптимальная характеристика постоянного тока позволяют сваривание всеми видами электродов

— Интегрированный горячий старт и регулируемая функция Arc-Force (форсирование дуги) позволяют достигать наилучших результатов при сварке в любом положении.

— Строжка: благодаря высокому запасу мощности вырабатывается ток короткого замыкания более 1000А, что улучшает процесс резки и строжки (на суше).

— TIG: возможна сварка TIG с контактным поджигом (на суше).

Преимущества

простая настройка, оптимальная стабильность процесса сварки под водой и на сушевысокий КПДвысочайшая степень надежностирегулируемая функция  Arc-Forceпоказания актуального статусарегулируемый горячий стартсменный фильтррым-болты на ИП для перемещения краном Переключение диапазона регулировки тока 200/400A (300/600A).100% пригодность для работы от генератораавтоматическое отключение при неисправностипростой сервис/ремонт благодаря модульной конструкцииразъем для дистанционного управления для регулировки сварочного тока и безопасного отключения ИП сварщиком-водолазом

Технические данные источников питания для подводной сварки:

 Аппараты имеют знаки CE и S, соответствуют нормам EN 60974-1. Все аппараты сделаны в Германии.

Тип                                                                 400 E-UW             600 E-UW             200 E-UW

Первичное:

Напряжение питающей сети              [ В ]         3 x 400                    3 x 400                   3 x 400

Частота                                            [ Гц ]        50 / 60                    50 / 60                    50 / 60

Обратите внимание

Потребляемая мощность                   [ кВA ]     макс. 17,5              макс. 26                    макс. 8  

Коэффициент мощности cos φ                           ≈ 0,98                   ≈ 0,98                     ≈ 0,98

КПД                                                  [ % ]        > 85                        > 85                        > 85

Предохранитель (автомат) (D)           [ А ]         3 x 25                     3 x 40                     3 x 16

Допустимые колебания сети              [ % ]        +/- 10                      +/- 10                    +/- 10

Вторичная:

Напряжение холостого хода [ DC]     [ В ]          ≈ 45                        ≈ 45                        ≈ 45

Диапазон сварочного тока                 [ А ]          20 – 400                 20 – 600                  15-200

Диапазон напряжения                       [ В ]         15 – 40                    15 – 40                   15 – 40

Важно

Макс. ток (60% ПВ без фильтра)       [A/В]       400 / 40                   600 A / 40               200/30

Макс. ток (100% ПВ без фильтра)      [A/В]       320 / 33                   450 A / 38               130/30

Авт. защита от перегрузок  >1 с.        [ A ]         420                          620                         220

Макс. ток короткого замыкания 1000                    > 1000                    > 1000

Общая информация:

Класс защиты                                                    IP 23                       IP 23                       IP 23

Класс изоляции                                                    F                             F                              F

Охлаждение источника                                      F/возд.                    F/возд.                  F/возд.

Рекомен. сеч. кабеля питания сети    [ мм² ]        4 x 4 мм²                 4 x 6 мм²             4 х 4 мм2

Рек. сеч. каб. электрододержателя   [ мм² ]          70                           95                         35

Совет

Вес ИП                                              [≈ кг ]          65                           85                        40

Габариты (Дл. x B x Ш)                     [ см ]     ≈70 x40 x 40          70 х40х40          70х40 х 40

    Для решения задач подводной сварки используются специализированные электрододержатели, как для ручной сварки, так и комбинированные для сварки и резки под водой.

   Особое место занимат и сварочные материалы для сварки под водой. Прежде всего это электроды для сварки под водой. Они имеют специальную обмазку, устойчивую к воздействию воды и обладающую рядом других специальных свойств, позволяющих повысить удобство и качество сварки.

Резка под водой осуществляется как правило при помощи полых электродов при подаче компрессионного воздуха и горении дуги одновременно. Электроды для резки под водой, также специализированные и обладают рядом специальных свойств.

Источник: http://svarka01.ru/svarka_pod_vodoy

Подводная сварка

Многие виды временного и капитального ремонта и др. работы можно осуществлять с помощью подводной сварки и резки. Электродуговая сварка и кислородная резка широко используются в подводных работах, таких как прочистка и заделка отверстий (дыр) на корпусе с помощью наварки стальных заплат, разрезание цепей и кабелей, опутавших винты и т. д.

Подводная сварка и резка обычно рассматриваются как трудные и иногда опасные операции, однако эти методы сейчас значительно усовершенствованы и позволяют достичь очень хороших результатов. При условии соблюдения всех необходимых мер безопасности сварка и резка под водой не опаснее других видов подводных работ.

При проведении сварки или резки под водой главное соблюдать все правила безопасности. Как и при всех подводных работах, жизнь водолаза и безопасность зависят от строгого соблюде­ния правил безопасности. Использование электрического тока под водой может, в противном слу­чае, представлять огромную опасность, особенно в морской воде, которая является очень хоро­шим проводником.

Правила безопасности для подводной сварки и резки

  1. Используйте только постоянный ток.
  2. Эл. цепь всегда должна быть снабжена аварийным выключателем.
  3. Ток должен быть всегда отключен, за исключением периодов непосредственной сварки и резки.
  4. Все соединения должны быть надежно изолированы. Необходимо установить крепкий за­жим, присоединяющий к заземлителю.

  5. Должна быть обеспечена система надежной связи между водолазом и контролером, луч­ше телефонная.
  6. Одежда водолаза должна обеспечивать высокую степень изоляции его от свариваемого изделия. Используйте только сухой костюм.
  7. Нужно быть особенно осторожным и внимательным при подводной сварке, т. к.

    за обраба­тываемым изделием могут образоваться взрывоопасные газовые карманы.

  8. Нельзя проводить сварку без надлежащей опускаемой платформы.
  9. Водолаз должен постоянно сверять свое положение, чтобы не попасть между электрододержателем и заземленным материалом. В таком случае его тело может стать частью электрической цепи, т к.

    морская вода является очень хорошим проводником.

  10. Электрододержатель нужно держать также осторожно как заряженный пистолет. Нельзя нацеливать его на себя или на других водолазов.
  11. При передаче приказа «отключить ток» водолаз должен получить подтверждение с палубы о том, что ток отключен, прежде чем менять электрод.

В видео показана сварка при помощи кессона то есть без воды, ниже уже полноценная подводная сварка. Думаю вам будет интересно  посмотреть.

Источник: http://svarka59.ru/articles/vidy-svarki/podvodnaya-svarka/

Какая сварка водопроводных труб лучше – виды и особенности сварки

Содержание:

Всю трубопроводную арматуру можно воедино собрать сваркой. Такое крепление считается одним из самых надежных, не требующих внедрения дополнительных приспособлений. Сварка водопроводных труб − явное подтверждение сказанному выше.

Виды сварки

Технологический процесс сваривания составляющих трубопроводной арматуры может быть:

  • термическим;
  • термомеханическим;
  • механическим;
  • электромеханическим.

В свою очередь, термическая сварка, которая в действительности представляет плавление, классифицируется как:

  • лазерная;
  • электронно-лучевая дуговая;
  • газовая;
  • плазменная и т.д.

Благодаря магнитоуправляемой дуге, можно выполнить термомеханическое сваривание. Последнее бывает стыковым контактным.

Особенности сварки водопроводных труб

Механический процесс сварки можно произвести способом трения и взрыва.

Согласно категории носителя, сварочные методы классифицируются по типу:

  • лазерных;
  • газовых;
  • дуговых;
  • плазменных.

Согласно требованиям получения стыковочного шва, сварка бывает:

  • свободной;
  • принудительной.

Защитить зону сварки можно при помощи:

  • газов;
  • проволоки-электродов;
  • флюса.

Технологический процесс сварки постоянно автоматизируется и механизируется, поэтому классифицируется, как:

  • ручной;
  • автоматизированный;
  • механизированный;
  • роботизированный.

Сварочные работы встык

Если вы стыкуете изделия из нержавейки, то лучше применить дуговой способ. При сварке трубы с водой, являющейся частью единой магистрали, в 60 процентах случаев специалисты прибегают к автоматическому дуговому варианту под флюсом.

Если по каким-то причинам механический метод недопустим, то сваривание изделий лучше выполнить ручным дуговым. Тогда шов может принимать всевозможные положения в пространстве: быть вертикальным, нижним, потолочным. При механическом либо автоматизированном способе сварки электроды движутся по окружности совмещения. Их скорость достигает 8-20 м/ч, при ручном варианте − 20-60 м/ч.

При наличии газовой защиты можно воспользоваться:

  • активными и инертными газами;
  • их одновременным смешением.

В данной ситуации электродом может быть как плавящийся, так и неплавящийся инструмент.

К дуговому методу с газовой защитой прибегают, когда арматура водопровода стыкуется в разных положениях.

Обработка кромок

Перед тем, как варить трубы отопления, потребуется обязательная их проверка на наличие сертификатов качества, соответствие ТУ и монтажному проекту. Необходимо тщательно проверить, отличаются ли кромки соединительной арматуры трубопровода по форме и размерам. Если нет, то необходимо достигнуть данных характеристик путем дополнительной мехобработки.

Для этой цели по трубам небольшого диаметра можно пройтись фаскоснимателями, торцевателями, труборезами или шлифовальными машинками. Если диаметр трубного изделия большой, то лучше воспользоваться гидроабразивной резкой, фрезерным устройством или шлифовальной машинкой.

При обязательных захлестах или врезке катушек можно прибегнуть к термическим методам сварки, например:

  • воздушно-дуговой резке с последующей шлифовкой изделия на величину не более полмиллиметра;
  • газокислородной с дальнейшей обработкой краев абразивом;
  • резке и строжке особыми электродами без мехобработки;
  • воздушно-плазменной резке с обработкой, не превышающей миллиметр.

Первоначальный нагрев труб

Благодаря стартовому подогреву, можно добиться правильной терморегуляции в ходе сварочных работ. При этом скорость охлаждения металлических изделий взаимосвязана с характеристиками сварочного шва при температуре 500-800°С.

Если по окончанию процесса сварки материал трубы быстро охладится, то получится достаточно прочная, но не пластичная структура.

При желании можно менять скорость охлаждения кромок, но для этого потребуется:

  • корректировка их первоначальной температуры;
  • подогрев;
  • учет толщины стенок составляющих водопровода.

С помощью первоначального подогрева создаются комфортные условия для активной эвакуации из сварочной зоны и стыка диффузионного водорода, а также изделие более защищено от возникновения трещин.

При корректном определении нужной температуры первоначального подогрева особое внимание следует уделить таким параметрам, как:

  • структура материала;
  • толщина стенки;
  • температура наружного воздуха;
  • разновидность покрытия электрода.

Подогрев и поддержание стабильной температуры в месте сварочного стыка обеспечивают газовые или электронагреватели. Местом нагрева называют площадь изделия, составляющую около 75 мм от стыка в каждую сторону.

Ручная дуговая сварка

Чтобы понять, как варить трубу с водой, лучше воспользоваться ручным дуговым способом. В ходе этого процесса совмещаются некоторые секции или составляющие единой трубопроводной арматуры, можно перейти через всевозможные барьеры, крановые узлы, захлесты, катушки, отводы и др.

Выбор числа электродов находится в прямой зависимости от разновидности самих инструментов и объема металла, подлежащего плавлению. Также от материала стыкуемой арматуры зависят технологические нюансы самого процесса ручной дуговой сварки.

Перед процедурой нужно, определившись с правилами эксплуатации и маркой стали, правильно подобрать материалы. Затем сделать грамотный выбор оборудования, методики и плана дальнейших действий. Нередко размер поперечного сечения и толщина стенки находятся в прямой зависимости от этих параметров.

Сварка труб с водой

В этой ситуации приемлемы три варианта, непосредственно зависящие от вида электродов, которые могут быть:

  • газозащитные;
  • с покрытием.

Сварочные работы могут проводиться и с одновременным использованием двух видов электродов: первым − газозащитного типа, которым нужно пройти у корня стыка и в горячем проходе; вторым − с покрытием − для облицовочных и заполняющих изделий.

При ведении сварочных работ с помощью электродов газозащитного типа движения колебательного типа отсутствуют, а край инструмента для сварки опирается на края трубного изделия. Работы осуществляются под напряжением от 75 В.

Если диаметр электрода 3,25 мм, то сила тока может быть 110 ампер, если 4 мм, то 120 ампер в полувертикальном положении и 160 ампер − в нижнем. В остальных случаях сила тока может варьировать от 100 до 140 ампер. При этом скорость сварки колеблется от 16 до 22 м/ч.

Ведение сварочных работ с электродом с покрытием происходит, в противоположность первому варианту, с колебательными движениями снизу вверх. От ширины разделения шва зависит величина амплитуды.

Нередко, когда требуется много сварки одновременно на разных участках, прибегают к услугам нескольких специалистов, применяющих поточно-расчлененный способ. При крупногабаритных трубных изделиях сварочные работы могут выполнять даже четыре работника.

Если же в наличии только пара людей, то лучше вести разносторонние действия снизу вверх от надира. Затем каждый следующий слой смещать от низа оборудования примерно на 50-60 миллиметров.

Соблюдая все наши рекомендации, вы поймете, как правильно варить трубы отопления, а сам процесс вам не покажется трудновыполнимым. 

Источник: https://trubaspec.com/vodoprovod-i-vodostok/kakaya-svarka-vodoprovodnykh-trub-luchshe-vidy-i-osobennosti-svarki.html

Порядок проведения сварка под водой

Иногда возникает производственная необходимость в проведении сварки или резки металла непосредственно под водой. Возможно ли это?

Еще В 1932 г. академик К. К. Хренов 1932 г изобрел способ подводной электросварки. Конечно при проведении таких работ необходимо соблюдать все правила безопасности. Сущность этого способа заключается в следующем.

Подводная сварка это -метод соединения металлических изделий находящихся в жидкой среде. В основе дуговой подводной сварки лежит устойчивый принцип горения в газовом пузыре, который имеет место при сильном охлаждении окружающей среды.

Сварочные подводные работы происходят примерно так же, как и на воздухе, так как возникшая электрическая дуга легко расплавляет металл под толщей воды.

Обратите внимание

Основным условием для ведения сварки под водой является наличие пузыря на конце электрода из газа, кислорода.

Устойчивость подводного пузыря достигается только при наличии на электроде толстой обмазки , которая плавится медленнее электрода и создает на конце электрода козырек, обеспечивающий образование пузыря и тем самым поддерживающий горение электросварочной дуги в водной среде (рис. 1).

Водонепроницаемая обмазка для электрода — необходимое условие для проведения сварочных работ в водной среде

Чтобы изготовить электродные стержни берут электродную проволоку марок I, IA или II диаметром 4, 5, 6 мм.

Для обмазки электродов используют железный сурик, мел, титановую руду, полевой шпат, растворимое стекло.

Электрод с обмазкой сначала просушивают при комнатной температуре, затем при температуре 200—300°.

Чтобы придать обмазке водонепроницаемость, ее пропитывают парафином или целлулоидом.

Подводная сварочная дуга имеет напряжение 30—35 в, а сила сварочного тока растет на 10—20% по сравнению со сварочными работами производимыми на воздухе.

При подводной сварки и резки металла можно получить такие же виды сварных соединений:

  • встык,
  • внахлестку и
  • впритык — как и в воздушном пространстве.

Схема электродуговой сварки и резки под водой:

1— электродуга;

2— ванна расплавленного металла;

3— козырек обмазки;

4— стержень электрода;

5— обмазка;

6— пузырь вокруг дуги;

7— облачко дуги.

Подводную электродуговую резку стальных конструкций производят электродами 6—7 мм с парофиновой или целлулойдной обмазкой с напряжением дуги в 40—45 в, силой тока—1000 а.

Иногда для подводной резки стали используются кислородные резаки с водородным пламенем.

К месту сварки под воду подается сжатый воздух, который образует пузырь дающий возможность произвести водяные сварочные работы.

Важно

Когда к месту разреза подается кислород — такая резка называется кислородно-электрическая и проводится она при помощи специального трубчатого электрода.

Видео подводной сварки

Источник: https://www.masterovoi.ru/svarka-pod-vodoy

Подводная сварка: особенности и трудности

Теоретическое обоснование возможности горения дуги под водой появились ещё в конце позапрошлого века, а в 1932 году советский инженер К.К. Хренов продемонстрировал, как выглядит подводная сварка практически.

Непосвящённым сварка под водой кажется чем-то парадоксальным и противоречащим законам физики, однако именно эти законы и делают такую сварку возможной: интенсивное испарение воды и выделение газов образуют пузырь, внутри которого и горит дуга.

Разумеется, подводная сварка выдвигает особые требования к изоляции: вода, а морская вода в особенности, является прекрасным проводником, и во избежание потерь электричества все подводящие провода должны быть изолированы с особой тщательностью. Того же требуют и правила техники безопасности. Электроды для сварки так же должны быть изолированы от воздействия воды. Остановимся на сварочных электродах подробнее.

Сварка под водой — электроды

Для дуговой сварки под водой применяются сварочные электроды диаметром 4-6 мм. Для подводной сварки хорошо подходят сварочные электроды с ферросплавами, улучшающими качество шва.

Электроды для сварки под водой должны быть изолированы, для чего электроды пропитывают парафином, нитролаком, раствором смол и другими веществами. Изготавливают электроды для сварки под водой преимущественно из стали.

Замена отработанных сварочных электродов в держателе возможна лишь при отключенном токе.

Стальной стержень сварочного электрода плавится быстрее, чем охлаждаемое водой покрытие. На электроде образуется своеобразный козырёк, внутри которого спрятан стержень. Благодаря этому козырьку электроды способствуют образованию устойчивого пузыря и горению дуги.

Сварка под водой — человек 

Подводная сварка возможна практически на любых глубинах. Оборудование и сварочные электроды будут работать под слоем воды любой толщины. Глубина ограничивается лишь особенностями человеческого организма и конструкцией снаряжения.

Громоздкое водолазное снаряжение весьма затрудняет сварочные работы под водой. Неудобство усиливается плохой видимостью и неустойчивостью водолаза. Любое резкое движение или поток течения постоянно меняют положение работающего водолаза. К примеру, при сварке стыковых швов сварочные электроды легко теряют направление и уводят дугу в сторону.

В силу этих причин наиболее удобными при подводной сварке оказываются соединение внахлёст и тавровое соединение, когда кромки шва служат направляющими для сварочного электрода.

Здесь не обойтись без строгого выполнения правил техники безопасности. Запрещена работа с использованием автономных дыхательных аппаратов. Запрещено использование переменного тока. К подводным сварочным работам допускаются только опытные, квалифицированные водолазы.

В морской воде дуга возникает между сварочным электродом и любым металлическим предметом, даже без касания электрода, поэтому нельзя направлять электрод в сторону шлема или водолазного снаряжения.

Подъём водолаза с глубины проводится медленно, с остановками для стабилизации давления. В противном случае высок риск проявлений кессонной болезни. На глубине свыше 50 метров нормальная продолжительность работы не более 15 минут, а время подъёма в несколько раз превышает время работы. Получается, что нормальная работа водолаза-сварщика попросту невозможна при глубинах более 30-40 м.

Очевидно, что для работы на больших глубинах требуется использование автоматических сварочных установок, применение которых освободит человека от работы в тяжёлых условиях.

Источник: http://www.woshod-metiz.ru/svarpodvod.htm

Электроды для подводной сварки

В наше время сварка под водой используется все чаше. Такой вид сварки требуется для ремонт морского и речного транспорта, строительных работах (строительство мостов, дорог и т. д.

) и гидротехнических работах. В основном для сварки используются электроды с большим слоем покрытия, иначе сваривание под водой не получится.

Вес покрытия у электродов для сваривания под водой составляет 130-170% от массы стержня.

Как вообще происходит сваривание под водой? Вот как: покрытия электродов образуют козырек, под которым дуга может спокойно гореть, при этом вытесняя воду под немалым давлением газов дуги. В основном электроды для сварки под водой имеют покрытие из парафина или лака целлулоида, который растворен в ацетоне. После высыхания первого слоя лака, его наносят еще в два слоя.

Совет

Парафинирование электродов таких видов происходит с помощью погружения стержней в расплавленный парафин. Если покрытие электрода создано вышеприведенным способом, то толщина покрытия для 4 миллиметрового стержня составит 0,8 мм, для 5 мм. – 1 мм., и для 6 мм – 1,2 мм.

Второй способ сваривания под водой – это создание наземных условий под водой. Как они создаются? Выбирается необходимый объект сваривания, над которым создается камера, из которой откачана вода.

Далее сваривание металлических частей происходит также как и на поверхности Земли. Однако этот способ имеет большой недостаток. На создание камеры и откачку воды уходит много времени, сил, а главное средств.

Такой способ сваривания под водой применяется крайне редко из-за своей дороговизны.

Практически всегда для сварки под водой применяются такие виды электродов: ЦМ-7С, АНО-1 и ОЗС-3. Эти виды электродов соответствуют всем требованиям техники безопасности, и Вы можете их легко заказать через страницу «Контакты».

Также для сварки под водой требуется постоянный ток с прямой полярностью, потому что только в этом случае дуга будет прекрасно гореть под водой. Для сварки под водой используются электроды с диаметром от 4 до 6 мм. Для сварки такими электродами применяется напряжение в 220, 300 и 340 соответственно. Еще для сварки под водой есть такие российские электроды как МГМ-50К.

Ими можно проводить сварку как в помещениях с повышенной влажностью, так и под водой. Он очень удобен тем, что перед свариванием металл не требует очистки от ржавчины или других загрязнений. Однако если Вы живете в своем доме, то сварка под водой Вам, скорее всего не понадобится.

Но если у Вас строительная компания, то электроды для сварки под водой Вам обязательно понадобятся.

Однако для сварки под водой Вам потребуется на только качественные электроды, но прекрасный сварщик с большим опытом сваривания, как на Земле, так и под водой.

Технологии идут вперед, и сваривание под водой становится очень актуальным в наше время. За границей в основном используются сварочные крепежи под водой.

Если уже сейчас за границей сварка под водой так популярна, так может быть Вам нужно уже сейчас запасаться электродами для сварки под водой?

  • Электроды Broco для сварки под водой

Источник: http://elektrod-3g.ru/elektrodyi-pod-vodoy.php

Сварка под водой

Виды сварки — Сварка под водой

С конца прошлого столетия известна возможность получения устойчивого дугового разряда в жидкой среде: воде, масле и т. д. В этом случае дуга горит в газовом пузыре, образуемом и непрерывно возобновляемом за счёт испарения и разложения окружающей жидкости тепловым действием дугового разряда.

Дуговая электросварка под водой впервые в мире осуществлена и изучена в Советском Союзе автором настоящей книги в 1932 г. Первоначальные опыты велись в небольшом бачке с проточной водой, куда сварщик погружал руки в длинных резиновых перчатках.

Опыты показали, что можно получить устойчивое горение под водой металлической сварочной дуги, питаемой током от нормального сварочного агрегата при соблюдении некоторых условий.

Обратите внимание

Самое важное из этих условий состоит в том, что на электродный  стержень должен быть нанесён достаточно толстый совершенно водонепроницаемый слой обмазки, который не должен отсыревать даже при продолжительном пребывании электрода в воде.

Водонепроницаемость слоя обмазки достигается после тщательной просушки пропиткой его различными лаками и т. п. составами. Хорошие результаты, например, даёт раствор 80 г целлулоида на 1 л ацетона. Обмазка, охлаждаемая снаружи водой, плавится несколько медленнее электродного стержня.

Выступающий конец слоя обмазки образует на конце электрода небольшую чашечку, так называемый козырёк, имеющий существенное значение для подводной металлической дуги. Козырёк защищает конец электродного стержня от попадания воды и повышает устойчивость газового пузыря вокруг дуги.

Опыт показал, что при электродах с обмазкой надлежащего состава, правильно изготовленной и обработанной водонепроницаемым составом, дуга горит под водой вполне устойчиво при питании её сварочным током от нормальных сварочных агрегатов.

Удовлетворительную устойчивость имеет также и дуга переменного тока, питаемая от нормального сварочного трансформатора, однако для подводной сварки  предпочтительнее дуга постоянного тока. Наиболее важным результатом лабораторных исследований 1932 г.

было установление интенсивного расплавления основного металла; дуга под водой плавит металл почти так же интенсивно, как и на воздухе. Это может быть объяснено способностью душ автоматически реагировать на воздействия внешней среды.

Если усилить охлаждение какой-либо части дугового разряда, то автоматически происходит возрастание напряжённости электрического поля и падения напряжения в ней, ведущее к усилению тепловыделения, компенсирующему охлаждающее действие внешней среды.

Интенсивное расплавление металла подводной дугой даёт возможность успешно выполнять сварку металла под водой.

Важно

Возможно выполнить все основные формы сварных соединений, применяемые на воздухе, как в нижнем, так в вертикальном и потолочном положениях.

Металл, наплавленный под водой и на воздухе, имеет близкие механические свойства и состав. Зона влияния сужена; структура имеет признаки усиленного охлаждения окружающей водной средой.

Сварку можно успешно вести как в пресной, так и солёной морской воде. В том же 1932 г. новый способ нашёл практическое применение на морях и реках Советского Союза и был проверен в производственных условиях.

Метод нашёл некоторое практическое применение, и до начала второй мировой войны было выполнено несколько серьёзных работ, связанных главным образом с ремонтом и подъёмом морских судов. Начавшаяся война с массовыми повреждениями и разрушениями судов и различных сооружений предъявила большой спрос к способу подводной сварки.

В начале 1942 г. в Москве была создана под руководством автора специальная мощная лаборатория подводной сварки и резки, в которой опыты проводились в условиях, близких к производственным, в учебной камере водолазами — сварщиками.

В короткое время была детально разработана и изучена технология подводной сварки и резки, подготовлены кадры. Процессы подводной сварки и резки во время войны получили широкое применение и прочно вошли в практику.

В отношении подводной сварки можно отметить следующие основные выводы. Сварочный ток для подводной сварки следует увеличить на 10—20% против таких же работ на воздухе. Напряжение подводной дуги на 5—7 в выше напряжения дуги на воздухе.

Общий вид дуги, горящей под водой, показан на фиг. 84. Избыток газов, создаваемых дугой, поднимается на поверхность воды отдельными пузырьками. Газ, выделяемый подводной дугой, состоит преимущественно из водорода и продуктов разложения электродной обмазки.

Водород образуется за счёт отнятия кислорода паров воды нагретым металлом. Одновременно дуга образует значительное количество мути тёмно-бурого цвета, создающей облачко над дугой.

Муть представляет собой, главным образом, коллоидальный раствор окислов железа, распыляемых дугой в форме мельчайших частиц.

Совет

Потери металла на угар и разбрызгивание довольно значительны, коэффициент наплавки около 6—7 г/а-час. Сварку можно вести на всех глубинах, на которых может работать водолаз в нормальном снаряжении; известны случаи выполнения работ на глубинах до 100 м.

Прочность сварных соединений, выполняемых под водой, обычно несколько понижена, что объясняется главным образом тяжёлыми условиями работы подводного электросварщика-водолаза.

Под водой часто недостаточна, а иногда и почти полностью отсутствует видимость, недостаточна устойчивость работающего, движения связаны водолазным снаряжением и т. д.

Подводная электросварка в настоящее время находит значительное практическое применение, на её основе развился, например, подводный судоремонт.

При подводном судоремонте подводная часть судна ремонтируется без постановки его в док, на плаву. Выполнение ремонта подводной части на плаву в несколько раз сокращает срок выполнения и стоимость ремонта.

Под водой вполне устойчиво горит угольная дуга и интенсивно плавит металл, создавая возможность производить его сварку.

Подводная сварка угольной дугой пока не нашла заметного практического применения.

Хренов К.К. «Сварка, резка и пайка металлов».

Источник: https://www.autowelding.ru/index/svarka_pod_vodoj/0-72

Методы подводной сварки: сравнительный анализ

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.

Обратите внимание

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.

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

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.

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.

Важно

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.

Источник: http://stroitel5.ru/metody-podvodnojj-svarki-sravnitelnyjj-analiz.html

Cварка под водой, мокрая сварка

Основой электродугового способа сварки металлов является сварочная дуга — длительный и устойчивый электрический разряд, сопровождающийся концентрированном выделением теплоты и характерным свечением.

Поскольку условия горения дуги в воде отличаются от условий ее горения на воздухе, т. е. в газовой среде, то и ее свойства соответственно изменяются. Аналогично и процесс сварки резко отличается от того, который обычн9 наблюдается при сварке на воздухе

Наиболее характерные особенности дуги

  1. Дуга постоянно находится в непрерывно меняющемся парогазовом объеме так называемом «пузыре», который периодически растет до определенных критических размеров, обусловленных физико-химическими свойствами воды, в частности ее плотностью.

    Пузырь вокруг дуги, горящей под водой, наполнен выделяющимися при горении дуги газообразными продуктами сгорания металла электрода, изделия и минерального покрытия (в случае сварки штучными электродами), а также продуктами диссоциации воды, разлагающейся под воздействием дуги на водород и кислород.

    Парогазовый пузырь вокруг дуги под водой возникает еще до ее зажигания в результате тепловыделения от токов «утечки». Процесс этот особенно нагляден при выполнении сварочных работ в соленой воде.

    Газы и пары металлов, минеральных солей (при сварке покрытыми электродами) и воды находятся в состоянии непрерывного взаимодействия, причем эти реакции имеют обратимый характер. С повышением температуры по мере приближения к центру пузыря происходит ионизация атомов. Процессы ионизации и рекомбинации в пузыре также имеют обратимый характер.

    Из этого следует, что дуга сама создает условия для своего 6 существования, чем и обеспечивается стабильное горение дуги под водой.

  2. Внутренний объем парогазового пузыря возникает одно* временно с созданием в нем противодавления гидростатическому давлению, причем это противодавление прямо пропорционально глубине погружения дуги в воду.

  3. Наличие в газовой фазе парогазового пузыря таких компонентов, как атомарный[ водород, вызывает охлаждение наружных участков столба дуги и ее сжатие, чему также способствуют сильная подвижность пузыря и периодическая потеря им устойчивости, сопровождающаяся выбросом газа, когда пузырь вокруг дуги под водой достигает своих критических размеров.

Рис. 1. Примерная схема парогазовых потоков в пузыре вокруг дуги под водой: 1 — аэрозоль продуктов сгорания металла; 2 — вода; 3 — наконечник головки; 4 — парогазовый пузырь; 5—наплавленный металл; б — сварочная дуга; 7—пластина; стрелками показано направление движения потоков

Парогазовый пузырь вокруг дуги. Как показали исследования, выполненные при помощи скоростной рентгенокиносъемки, полная смена содержимого парогазового пузыря при сварке штучными электродами происходит 9—10 раз в секунду, а при сварке тонкой проволокой— даже 11 — 12 раз в секунду.

При разрушении пузыря основная масса газов (до 90% объема) всплывает, а остатки пузыря, несколько уменьшаясь в объеме, служат основой для развития нового пузыря до его критических размеров. Аналогичный процесс наблюдал и американский исследователь Е. А.

Сильва, который сообщил, что всплывающий пузырь по объему составляет не менее того, который остается в виде зародыша для последующего цикла.

https://www.youtube.com/watch?v=QTqs5a67FjE

Нашими исследователями было установлено, что критические размеры пузыря не зависят от способа сварки; они зависят только от внешних условий и физико-химических особенностей той конкретной среды, в которой происходит горение дуги.

Парогазовые потоки, возникающие в пузыре, совершают конвективное движение, что можно было наблюдать по поведению капель расплавленного металла при переходе их с. электрода в сварочную ванну.

В целом можно с достаточной достоверностью утверждать, что внутри парогазового пузыря, вокруг дуги под водой имеет место конвективное движение его содержимого, направленное от периферии к центру (рис.

4).

Состав парогазовой среды пузыря значительно влияет на-металлургические процессы в ванне и на энергетические характеристики дуги. По данным А. И.

Шлямина, он представляет собой смесь газов, содержащую: водорода 69—73%; кислорода 1—2,3%; углекислого газа 2,8—4,3%; окиси углерода 14—24% и прочих элементов 2,8—5,2% (состав усреднен для глубины погружения 10—60 м при сварке электродами с покрытием ЭПС-5).

По данным В. Н. Кемпа,. (США), содержимое пузыря при сварке штучными электродами составляет 62—82% Н2> 11—24% СО, 4—6% С02 при незначительных количествах азота, кислорода и паров металлов.

Горение дуги. Для лучшего понимания явлений, происходящих в дуге, и ознакомления с ее свойствами рассмотрим схему горения дуги при сварке штучными электродами (рис. 5).

Совет

В ней в отличие от обычной схемы горения дуги при сборке на воздухе можно выделить наличие трех дополнительных элементов: облака аэрозоля 1 (черно-коричневой мути) , плавающего над местом сварки (достаточно устойчивого, малоподвижного и плохо рассасывающегося), пузырьков газа.

2, образующихся при прорыве и разрушении парогазового пузыря, и металлических брызг и самого парогазового пузыря 10.

Долгое время состав облака аэрозоля был неизвестен, и предполагалось, что это плавающие дисперсные частицы окислов металла. По данным Е. А.

Сильвы (США), исследовавшего твердый остаток этого облака, оно представляет собой взвесь мелкодисперсных частиц, в значительной своей части состоящей из гидроокиси железа (Ее20зХН20). Интересно отметить, что, по наблюдениям Е. А.

Сильвы, состав мути не зависит от марки электрода и является результатом нового соединения, образующегося во время сварки под водой. Отмечается также его кристаллическая природа, что подтвердил дифракционный рентгеновский анализ.

Геометрические размеры дуги. Диаметр столба дуги может быть с достаточной для практики точностью вычислен по. формуле, предложенной Т. И. Авиловым;

где dct — эффективный диаметр столба дуги в см; А —коэффициент, равный, по уточненным данным, 0,011 см/А; / — сила сварочного тока в А.

Как видно из приведенной формулы, диаметр столба дуги зависит от силы сварочного тока и колеблется в среднем при сварке штучными электродами в пределах 0,10—0,24 см (при силе тока 100—500 А). Примерно такой же диаметр столба дуги имеет м,есто и при сварке тонкой электродной проволокой.

Обратите внимание

Рис. 6. Вольтампериые характеристики дуги при сварке под водой: а — сварка проволокой Св-08Г2С (1,2 мм) открытой дугой без подачи Х02; б — сварка штучными электродами ЭПС-52 (4 мм); / — пресная вода; 2 — соленая вода (S=41.1 %0)

Как и у всех дуг с металлическим электродом, при сварке под водой катодное пятно дуги перемещается по торцу электрода и полностью оплавляет его.

При использовании тонкой проволоки (диаметром 1,2—1,6 мм) или при работе на высоких режимах тока при сварке штучными электродами, катодное пятно может занимать весь торец электрода, а с увеличением нагрузки оно может испытывать так называемое «стеснение», т. е.

сжатие ‘вследствие невозможности его дальнейшего расширения из-за ограниченности селения электрода. Благодаря этому, .

а также вследствие воздействия охлаждающей среды (водорода и гидростатического давления столба жидкости) статическая вольт-амперная характеристика дуги под водой имеет характерную для сжатых дуг форму, очень похожую на вольт-амперную характеристику дуги, горящей под флюсом,— правая ветвь приподнята, причем точка перегиба (т. е. перехода от падающей к возрастающей ветви) приходится примерно на силу тока 180— 250 А (рис. 6).

Охлаждающее действие воды, повышенное давление, диссоциация воды и другие факторы вызывают в конечном счете необходимость затрачивать для поддержания горения дуги под водой большую мощность, чем это необходимо при сварке на воздухе.

Имеют место также потери энергии, затрачиваемые на ионизацию дугового промежутка и обеспечение стабильного горения дуги в условиях парогазового’ непрерывно меняющегося пузыря.

Все это приводит к тому, что напряжение дуги под водой выше, чем напряжение дуги при сварке на воздухе.

Важно

Напряжение и температура дуги. Напряжение дуги зависит от способа сварки, т. е. от энергетических характеристик процесса и условий его осуществления.

Сварка вручную штучными электродами                                                        30

Полуавтоматическая сварка тонкой электродной проволокой            40

Плазменно-дуговая сварка (по данным зарубежной печати)               45

Распределение напряжения в дуге не одинаково и тоже зависит не только от способа сварки, но также от силы тока, его полярности и длины дуги /д (точнее — длины столба дуги). Было установлено, что по мере увеличения длины дуги градиент потенциала ее столба растет.

Это явление может быть объяснено тем, что с увеличением длины дугового промежутка доступ водорода в дугу возрастает и оказывает большее деионизирующее и охлаждающее влияние на ее столб.

Значительное влияние на энергетические характеристики дуги оказывает соленость воды (табл. 1).

Несколько слов о температуре дуги, горящей в воде. Само по себе ее измерение весьма сложно.

Непосредственно измерить температуру дуги под водой не удалось, и этот вопрос решен аналитически, на основании закона Стефана-Больцмана, связывающего температуру с энергетическими характеристиками дуги.

В среднем температура столба дуги колеблется в пределах 9000—12 000 Д *в зависимости от силы тока и глубины погружения.

Следует иметь в виду, что температура дуги по ее длине не одинакова. По данным Г. И.

Лескова, в приэлектродных (областях, где сказывается охлаждающее влияние электродов, температура дуги под водой составляет около 6400 К, поскольку температура кипения (испарения) электродов относительно невелика; например, для железных электродов она составляет всего 3013 К.

В центре столба, где в дуговом газе преобладает водо^ род, температура дуги возрастает и, по данным того же исследователя, составляет примерно 10000 К. С глубиной погружения или с увеличением силы сварочного тока температура дуги под водой возрастает.

Совет

Перенос металла в дуге. Специфические условия протекания процесса сварки под водой сказываются и на переносе металла с электрода в сварочную ванну, оказывая влияние как на металлургию процесса, так и на качество сварного шва.

Перенос металла в дуге зависит от способа сварки. Так, при сварке штучными электродами с наружным покрытием, образующим так называемый козырек, капля, Хотя и перемещается по торцу электрода, однако после отрыва от него устремляется непосредственно в сварочную ванну.

В случае же сварки тонкой электродной проволокой капля после отрыва с электрода увлекается конвективными потоками-в парогазовом пузыре и уносится в сторону и вверх, достигая иногда даже токоподводящего наконечника.

Описывая круговые движения, она постепенно выходит из сферы действия этих потоков и, как правило, опускается в сварочную ванну, хотя и не исключены случаи, что капля вообще выходит из полости пузыря и превращается в брызгу.

Обращает на себя внимание также и размер капель. При сварке штучными электродами капли относительно невелики, однако при сварке, например, тонкой проволокой они превышают диаметр электрода в 2—3 раза и достигают 3,2—3,8 мм в диа1метре. По мере «плавания» капель внутри пузыря они уменьшаются в объеме. Особенно это заметно при сварке голой проволокой.

При сварке штучными электродами это явление почти не наблюдается, и время пребывания металла в стадии капли (между электродом и ванной) ничтожно мало — в среднем 0,0028 с, в то время как при сварке тонкой голой проволокой оно достигает 0,65 с (при сварке открытой дугой).

При подаче в дугу углекислого газа капли движутся более целеустремленно к ванне, и время их перехода, не превышает 0,014 с.

Количество капель, переносимых с электрода в ванну, зависит, естественно, от способа сварки, а также от металлургических особенностей присадочного материала, т. е. от марки электрода. Так, например, при сварке тонкой голой проволокой открытой (не защищенной) дугой число переходящих с составляет всего лишь 18, в то время как при сварке электродами ЭПС-42 диаметром 5 мм — 40—45.

Обратите внимание

Влияние внешних факторов на дугу. Рассмотрим влияние соленности воды и глубины погружения дуги в воду на процесс сварки под водой и на формирование сварных швов.

Влияние солености воды. Как показали исследования, повышение соленности воды увеличивает устойчивость процесса сварки.

Если поддерживать постоянным напряжение холостого хода, то с увеличением солености воды увеличивается расход мощности (вследствие роста силы сварочного тока), и наоборот, если сварочный ток поддерживать постоянным, то напряжение холостого хода с увеличением солености воды уменьшается, а в связи с этим уменьшается расходуемая мощность.

Напряжение дуги понижается в основном в — результате уменьшения падения напряжения в приэлектродных областях (см. табл. 10.

Соленая вода, будучи естественным электролитом, содержит ионы металлов — калия, натрия, кальция и магния, а также ионы водорода (катионы) и отрицательно заряженные ионы хлора, брома и других элементов (анионы), находящиеся в беспорядочном движении.

Под воздействием электрического поля дуги они ориентируются в соответствии со своими зарядами и начинают двигаться — катионы к катоду, а анионы к аноду.

Так как некоторые ионы металлов в первую очередь калия, натрия и кальция, обладают более низким потенциалом ионизации, чем ноны железа (т. е. металла электродов, между которыми горит дуга), то они, ионизируя дуговой промежуток, облегчают зажигание, поддерживают горение дуги и способствуют снижению общего напряжения дуги.

Влияние ионов хлора, затрудняющих горение дуги, на практике, видимо, невелико (проявляется взаимодействие ионов других элементов в морской воде, так как общая концентрация солей в мировом океане мала и не превышает 3,5—3,7 г/л).

Важно

От солености воды зависит формирование сварных швбв под водой, поскольку с ее увеличением растет размер капель, переходящих с электрода в ванну (при сварке штучными электродами он иногда достигает 6 мм) и уменьшается их число (в единицу времени). Объем пузыря вокруг дуги под водой увеличивается почти в 3 раза.

Влияние гидростатического давления. Несколько иначе влияет на процесс сварки и энергетические характеристики дуги гидростатическое давление (глубина погружения дуги в воду).

Как известно, напряженность электрического поля столба дуги с увеличением давления растет — по данным Г. И. Лескова она пропорциональна р.

С глубиной погружения значительно возрастают потери мощности и увеличивается разбрызгивание, интенсивнее выгорают основные элементы —С, Si, Мп. По данным М. Л. Левина и Д. В. Киркея (США), химический состав сварных швов, выполненых под водой, по основным элементам -изменяется так, как это указано в табл. 2.

В связи с погружением дуги в воду рас­тет ее обжатие гидростатиче­ским давлением—температура дуги повышается, а это приво­дит к увеличению глубины проплавления и изменению (а по существу к нарушению) формирования сварных швов. Все это указывает на необхо­димость ограничивать* силу тока при сварке под водой низколеги должна превышать I80—240 А.

А причем с погружением дуги в воду она должна приближаться к нижнему приделу

Таблица 2

Изменение химического состава наплавленного металла в зависимости от глубины погружения в воду в % по массе (по М. Л. Левину и др.)

Глубина, м С Мп 81
20 0,26 0,63 0,16
40 0,19 0,21 0,08
60 0,09 0,12 0,03

Источник: http://svarak.ru/svarka_pod_vodoi/cvarka-pod-vodoy-osobennosti-protsessa/

Ссылка на основную публикацию