Электроды для сварки под водой

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.

Адрес предприятия и склада:
Москва, 1-й Иртышский пр, 4
смотреть на карте

Многоканальный телефон:
8 495 925-00-25
обратная связь

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.

Как проводят сварку под водой

С появлением объектов жизнедеятельности человека, которые располагаются на водоемах – трубопроводов, мостов, причалов – появилась необходимость их обслуживания и ремонта. Для ремонта подводного металлического оборудования и конструкций часто используется сварка.

Каким бы странным это ни казалось, она успешно работает в условиях, где на первый взгляд ничего гореть не может, в том числе и сварочная дуга. На самом деле дуга горит, хоть и под водой, но в среде газа. А вот природа этого газа может быть различна, и зависит она от технологии и способов подводной сварки.

Сухой и мокрый способ

Подводная сварка может производиться двумя способами:

Разница между способами улавливается уже в названии, но нюансов гораздо больше.

Сухой способ представляет собой сварку в искусственной созданной воздушной среде, то есть когда электрод и свариваемые детали полностью находятся в среде воздуха или иного газа.

Для этого применяют специальные камеры, боксы, которые могут быть настолько велики, что и сварщик, находясь внутри, производит работы по технологии практически ничем не отличающиеся от сварки на воздухе.

При использовании мокрого способа деталь, электрод, а зачастую и сварщик, и все остальное оборудование находится в воде, что, несомненно, осложняет производство работ.

Для сварки под водой от сварщика требуется высокая квалификация, к тому же еще необходимы навыки водолаза. Этот способ стоит рассмотреть подробнее, потому что при нем и используются все принципы подводной сварки.

В результате сварки обоими способами шов получается разного качества. При использовании мокрого способа качество ниже. Но, в отличие от сухого, этот способ требует меньших затрат на оборудование и занимает меньше времени.

Технология

Суть такого явления, как сварка под водой, объясняется тем, что при горении дуги, выделяется газ, который образует пузырь. Обволакивая электрод и свариваемые детали, газ высвобождает пространство для горения дуги.

В результате все тепло, выделяемое ею, расходуется на разогрев и плавление металла, который активно сопротивляется этому, охлаждаясь постоянно окружающей водой.

Температура ее в отдельных случаях может доходить и до отрицательных значений, если вода насыщена достаточным количеством солей.

Газ, выделяемый при горении дуги, частично является продуктом сгорания металлов. Некоторая его доля (водород и кислород) образуюся при разложении воды под действием электрического тока и высокой температуры.

Пузыри газа постоянно стремятся вверх, обладая меньшим весом и плотностью, чем вода, а в зоне сварки постоянно образуется новая порция газа.

Форма шва

Из-за всплывающего в беспорядочном движении газа, а также из-за продуктов сгорания, находящихся в нем (сажи, дыма), видимость в зоне сварки сильно затруднена.

Это обстоятельство определяет особенности конструкции швов при сварке под водой. Они производятся в виде тавров, то есть, когда соединяемые детали располагаются относительно друг друга под углом, близким к прямому. Если же соединяемые детали должны располагаться в одной плоскости, то сваривают их не встык, а внахлест.

Эти виды швов дают возможность работать электродом под водой даже при отсутствии достаточной видимости, ориентируясь по кромке соединяемых деталей, как бы «на ощупь».

Напряжение и ток

Напряжение, при котором производят сварку под водой, должно быть достаточно высоким, обеспечивающим устойчивое горение дуги. Как правило, оно варьируется в пределах 30-35 В.

Для подачи такого напряжения на глубину, требуются сварочные аппараты, способные «выдавать» напряжение 80-120 В и сварной ток 180-220 А. Подводная сварка может производиться как постоянным, так и переменным током, но лучшие результаты получаются при использовании постоянного тока.

При увеличении глубины, на которой производятся сварочные работы, интенсивность горения дуги, а так же качество получаемых швов не изменяется. Необходимо только повышение напряжения для устойчивого горения. Поэтому возможности сварки под водой технически ничем не ограниченны. Предел глубины устанавливается только возможностями человеческого организма сварщика и устойчивостью оборудования для подводного использования.

Полуавтоматический способ

В силу того, что во время сварки в воде присутствует большое количество водорода, шов получается пористым. Одновременно отрицательное действие оказывает усиленное охлаждение материала водой.

Шов получается хрупким, неустойчивым на изгиб. Для получения удовлетворительного результата приходится при расчете конструкций учитывать большой запас прочности и надежности.

Сварка под водой в среде аргона не дает ощутимого эффекта, так как лишь немного снижает содержание водорода в шве.

Хороший результат дает применение полуавтоматической сварки с применением порошковой проволоки. Она имеет меньший диаметр, чем электрод.

При сварке полуавтоматом можно организовать постоянную и непрерывную механизированную подачу проволоки, что в сочетании с применением неплавящихся электродов позволит получить однородные швы большой длины.

Сварочная проволока не имеет покрытия, и поэтому контролировать процесс сварки под водой становится легче.

Материалы и оборудование

Силовое оборудование для сварки под водой – трансформаторы, преобразователи – могут ничем не отличаться от применяемых для обычной сварки. Исключение составляют конструкции, работа которых предусмотрена на большой глубине. Иногда изменена система охлаждения таких аппаратов.

Шланги и кабели

Шланги и кабели необходимо тщательно подбирать и проверять их целостность. Это необходимость обусловлена как требованиями электробезопасности, так и технологией производства работ.

Сварка очень часто проводится в морской воде, содержание солей в которой высоко. Такая вода является хорошим проводником электричества, поэтому при негерметичных кабелях возможна его утечка, что может оказать отрицательное воздействие на качество дуги.

Скафандр

Очевидно, что для защиты сварщика необходимо подводное снаряжение. Для работы на большой глубине костюм или скафандр может быть металлическим. Здесь кроется очередной подвох.

В соленой воде дуга может загореться на приличном расстоянии от металла, даже не касаясь его. А так как в воде может установиться положительная проводимость между свариваемой деталью и скафандром сварщика, то при небольшом расстоянии между электродом и скафандром может возникнуть разряд.

Электроды и проволока

Отдельного внимания заслуживают электроды для подводной сварки. Они должны быть выполнены из материала, не подверженного воздействию воды. Сварка под водой производится электродами из малоуглеродистой стали.

Обмазка покрывается специальными составами, препятствующими ее разрушению длительное время, создавая на поверхности водонепроницаемый слой.

В качестве таких составов могут применяться парафин, воск, растворенный в ацетоне целлулоид. Диаметр электродов для подводной сварки 4-6 миллиметров. Существуют специальные марки – Св-08, Св-08А, Св-08ГА, Св-08Г2.

При сварке полуавтоматом используется сварочная проволока следующих марок – СВ-08Г2С, ППС-АН1.

Затрудненные условия производства работ требуют правильной организации рабочего места, и соблюдения всех мер безопасности. Рабочее место должно быть выбрано таким образом, чтобы волны и течения не оказывали помех сварщику.

Рядом с местом работ не должно быть плавающих незакрепленных предметов. Смена электродов должна производиться только при выключенном питании.

Соблюдение всех правил и технологии подводных сварочных работ позволит получить отличные результаты при устройстве и ремонте гидросооружений, судов, монтаже подводного оборудования.

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.