чем варят металл под водой

Технология подводной сварки

Впервые о возможности сварочного процесса в морской среде заговорили в конце XIX веке: за счет оттеснения жидкости испаряющимися газами, образующимися при плавлении электродов, поддерживается горение дуги.

Официально подводная сварка признана в 1932-м году. Инженер Константин Хренов в длинных резиновых перчатках сваривал детали в смывном бачке с проточной водой, электрод он покрывал водонепроницаемой обмазкой.

Первое практическое применение технологии зарегистрировано в 1936 году, подводная сварка применялась при подъеме судна в акватории Черного моря. Через два года водолазы-сварщики без завода в ДОК отремонтировали пароход Уссури, затем восстановили герметичность днища ледокола Сибиряков после снятия с каменистой отмели.

В начале 1942 года в одном из институтов Москвы была создана специальная лаборатория. Подводная сварка проводилась в огромной учебной камере, изобретались новые способы создания прочных сварных соединений под водой. Сейчас подобных учебных центров много. Технология совершенствуется, разрабатываются новые виды наплавочных материалов, оборудование.

Особенности сварки под водой

Сначала о человеческом факторе:

Основные отличия сварочного процесса:

Понятно, что работы осуществляет только опытный сварщик, имеющий подготовку водолаза.

Область применения

Методика подводной сварки используется:

Виды подводной сварки

Сваривать металл в воде можно несколькими способами:

Сухая подводная сварка в боксе или камере используется редко, слишком велики расходы:

Только, когда нужно получить прочные соединения, прибегают к сухим методам.

Гипербарическая сварка – частичное совмещение мокрой и сухой сварки: водолаз-сварщик находится в водной среде, а сварочный процесс происходит в небольшом боксе, из которого воздух вытесняет жидкость.

Мокрая подводная сварка подразумевает розжиг электрода в воде, не требует предварительной подготовки, но качество соединения в этом случае страдает.

Ручная подводная сварка применяется в экстренных случаях, когда важна герметичность, шов не работает на излом, кручение. Для работы необходимы специальные электроды с непромокающей обмазкой. Полуавтоматическая с использованием наплавочной порошковой проволоки применяется для создания однородных прочных швов большой длины. Результат получается хороший. Контролировать процесс проще, чем при использовании электродов по двум причинам:

Работать полуавтоматами в жидкой среде проще.

К сухим методам прибегают тогда, когда нужно получить прочные соединения.

Технология подводной сварки

Принцип любых сварочных процессов – расплавление металла под воздействием электрической дуги. При розжиге электрода образуется газовый пузырь – вода разлагается под воздействием электротока. Образующийся газ высвобождает пространство для дальнейшего горения электродуги.

Расплав моментально охлаждается окружающей жидкостью без образования шлакового слоя. Температура соленой морской или океанской воды может быть минусовой. Металл не успевает впитать водород, окислиться. Процесс образования пузырей во время горения дуги непрерывный. При пользовании электродами их количество увеличивается, при работе сварочной проволокой их меньше.

Форма шва

Стыковые соединения при плохой видимости выполнить сложно. Для глубинных работ приемлемы тавровые швы и сварка внахлест. Наплавочный шов получается ровным, положение присадки можно скорректировать на ощупь.

Напряжение и ток

Под водой сваривают металл на высоком напряжении, чтобы поддерживалось стабильное горение дуги. В сравнении с обычными настройками, увеличивают от 30 до 35 В. Ток делают максимальным.

Желательно работать на постоянном токе, при переменном электродуга менее стабильная. Напряжение и сила тока увеличиваются с глубиной погружения. Технических ограничений по глубинности нет, можно варить металл при любом давлении воды.

Оборудование и расходные материалы

Подводная сварка производится типовыми генераторами тока: трансформаторами, инверторами, выпрямителями. Рекомендуемые параметры применяемого оборудования:

Кабель, шланги должны соответствовать стандартам электробезопасности, подводная сварка сопряжена с поражениями током, особенно в морской воде с высоким содержанием солей. При энергопотерях ухудшается горение дуги.

Электроды для подводной сварки делают с парафиновым или нитролаковым покрытием, часто применяют СВ-08, СВ-08ГА и подобные. Рекомендуемая порошковая проволока – СВ-08Г2С, ППС-АН1. Размер выбирается в зависимости от толщины свариваемых металлов.

Подводная сварка невозможна без использования скафандра. Когда применяется глубоководный металлический, важно соблюдать расстояние до рабочей зоны, чтобы не возникал разряд между инструментом и скафандром.

Требования к водолазам-сварщикам

Глубинность подводной сварки под водой ограничена возможностями человеческого организма. Во время резкого всплывания возникает декомпрессия – в крови образуются пузырьки газа. Водолаз-сварщик проходит двойное обучение:

В процессе подготовки кадров особое внимание уделяется технике безопасности, специалист должен уметь хорошо плавать, проверять оборудование, знать нюансы сварочного процесса. В затрудненных условиях важно правильно организовать рабочее место, чтобы не создавались лишние помехи от течений, волн. В рабочей зоне не должны находиться незакрепленные предметы.

Для подводной работы необходимо иметь представление об устройстве обшивки ремонтируемых судов, особенностях гидросооружений, возводимых мостовых конструкций. Обучение водолазов-сварщиков проводится в специализированных центрах, где есть бассейны, разнообразное сварочное оборудование.

Источник

Сварка под водой: технология, обучение, электроды

В последнее время востребованность в монтаже водных конструкций заметно возросла. Вместе с этим увеличилась необходимость в осуществлении сварочных подводных работ. Подводная сварка – один из методов соединения элементов из металлов и сплавов, находящихся в жидкой среде.

Данный вид сваривания применяется в различных сферах:

В статье мы рассмотрим технологические особенности такого уникального явления как сварка под водой.

Подводная сварка: виды

Первая категория подразумевает использование специального оборудования. Данное оснащение создает условия, при которых исполнитель имеет возможность применять аппараты и материалы, эксплуатирующиеся на суше. Сюда можно отнести подводные камеры, боксы, отсеки, колокола.

Мокрая сварка представляет собой осуществление соединения непосредственно в водной среде. В данном случае и рабочий объект, и сварщик находятся в той же стихии. Здесь в качестве дополнительных приспособлений выступают электроды для сварки под водой и оборудование, а также знания и опыт исполнителя.

При данной технологии применяется дуговое сваривание из-за его распространения среди специалистов. При проведении работ на глубине сварочная дуга выделяет большое количество тепловой энергии и испаряет воду вокруг себя. Это позволяет создавать некую сферу, заполненную газом. В этой сфере дуга продолжает стабильно гореть, даже несмотря на давление.

Данный вид также имеет разделение на два подвида:

1. Полуавтоматическая сварка. Специалист вручную корректирует направление механической подачи электродной проволоки. Достоинства: длительность, непрерывность и лучшая видимость процесса, отсутствие обмазки у проволоки позволяет лучше контролировать формирование шва, что обеспечивает более аккуратное и ровное соединение, а также позволяет исключить образование пор и появление вкраплений.

2. Ручная сварка. Исполнитель применяет электроды для подводной сварки и мобильное сварочное оборудование, для работы в труднодоступных местах. Для проведения такого сложного процесса используются специальные, разработанные и адаптированные под тяжелые условия материалы. Электроды для сварки в воде имеют водонепроницаемое покрытие, представляющее собой пленку. Состав обмазки дополнен следующими элементами: смолы, парафин и целлулоидный лак. Данные составы не позволяют покрытию раскисать от воздействия воды, а также создают защитный слой.

Технология мокрой сварки используется чаще, чем метод сухой сварки. Второй способ менее популярен по нескольким причинам:

Сухая сварка имеет несколько подвидов:

1. Сварка в глубокоподводной камере (кессон/водолазный колокол). Данная технология подразумевает погружение камеры под воду. Кессон герметично закрепляется вокруг рабочей зоны. Исполнитель производит соединение внутри конструкции, в которой путем наполнения её газом и вытеснения воды поддерживается атмосферное давление. Достоинства: сухая среда гарантирует качественный шов; постепенное остывание металл обеспечивает хорошие показатели ударной вязкости.

Видео

Вот как это может выглядеть, посмотрите ролик.

2. Соединение производится в мобильном сухом боксе (гипербарическая сварка/гидросварка). Гидробокс должен быть полностью или частично изготовлен из прозрачного материала, а также должен плотно прилегать к рабочей зоне и обеспечивать герметичность. В боксе поддерживается газовая среда, которая вытесняет воду. Основание бокса является открытым для ввода сварочной головки. Прозрачные стенки позволяют исполнителю контролировать процесс.

Особенности сварки под водой

Сваривание, выполняемой под толстым слоем воды, является трудным и опасным занятием для исполнителя. Сварщик полностью находится в токопроводящей среде. Организм испытывает перегрузки из-за давления жидкости. Также данная процедура имеет ряд других особенностей. Ознакомившись с этими специфическими характеристиками, будет понятно как варят под водой сваркой различные конструкции:

Сварочные работы под водой следует осуществлять постоянным напряжением, чтобы дуга горела стабильнее. Сила тока должна быть выше, чем при сваривании на суше.

Оптимальными параметрами для работы с электродами 4-5 мм. являются 200-250 А.

Технология подводной сварки

Метод мокрой сварки наиболее популярен из-за экономии финансовых и временных ресурсов. Данная технология основана на возможности сварочной дуги гореть в подводной газовой сфере. Работа сварщика проходит поэтапно:

Преимущества:

Недостатки:

Сварка по воде

Сваривание труб – ответственный и сложный процесс, который подразумевает, что данные конструкции будут работать длительное время. Поэтому все соединения должны быть выполнены качественно, с соблюдением всех требований:

Однако, несмотря на выполнение всех перечисленных правил, может возникнуть необходимость в сварочных работах на уже функционирующем трубопроводе.

Сваривание подобного рода осложняется присутствием жидкости в трубах, которые к тому же находятся под давлением.

Особенности сварки трубопроводов, находящихся под давлением:

Видео

Предлагаем посмотреть ролик, в котором профессионал-ремонтник делится опытом с новичками.

Сила тока при сварке с присутствием жидкости должна быть выше обычной. Для сваривания подойдут электроды марки УОНИ-13/55. Перед проведением работ материалы следует прокалить, а рабочую поверхность прогреть горелкой. Рекомендуем также посмотреть электроды для сварки труб, легче будет варить рутиловыми.

Выбор вида напряжения зависит от личных предпочтений исполнителя. Переменный ток способствует стабильности дуге и он хорошо проявляет себя при сварке в подобных условиях. Но качество соединения хуже. Постоянный ток менее устойчив при работе во влажной среде, но степень проникновения расплавленного металла выше.
[ads-pc-4][ads-mob-4]

Электроды для подводной сварки

На рынке представлено несколько марок соответствующих сварочных материалов. Отечественные и зарубежные производители предлагают клиентам следующие электроды:

Сварочные электроды ОЗС-3

ОЗС-3 подходят для работы с ответственными конструкциями из углеродистых сталей. Достоинства: высокая производительность сварки; допускается соединение окисленных поверхностей.

ЭПС-52 предназначены для ремонта судовых конструкций из сталей марок типа СХЛ-4 и МС-1.

АНО-1 используются для сваривания конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Рекомендуется применять данную марку при работе с толстолистовым металлом.

МГМ-50К подходят для обработки поверхностей, неочищенных от ржавчины и других загрязнений.

Электроды ЦМ-7С применяются для сваривания стыковых, тавровых и нахлесточных соединений.

Востребованной категорией является продукция американской компании Broco. Производитель предлагает две группы материалов для подводной сварки: EasyTouch и SofTouch. Популярной маркой является UW/EZ-2. Данные электроды предназначены для сваривания углеродистых неконструкционных сталей.

Какой подводный электрод является лучшим для проведения конкретных работ, каждый исполнитель сможет решить самостоятельно.

Зарплата подводного сварщика

По информации сайта www.proprof.ru минимальная заработная плата сварщика в России в 2016 году составила 20 тысяч рублей, средняя – 49 тысяч рублей. Зарплата зависит от разряда специалиста, а также от его навыков. Кроме этого, оклад может разниться в зависимости от региона и места трудоустройства.

В Москве минимальная величина дохода специалиста данной профессии составляет 30 тысяч рублей, средняя – 60 тысяч.

Одна из причин для выбора специальности подводный сварщик – зарплата, которая будет носить фиксированный и стабильный характер. Размер заработной платы колеблется в границах от 90 до 110 тысяч рублей. Данный показатель является средним по России. На эту величину влияют основные факторы: разряд и навыки исполнителя, регион работы, известность и масштаб компании.

Один из самых сложных и опасных видов сварочных работ – подводная сварка, зарплата специалистов данной профессии наглядно это демонстрирует.

Обучение

Профессия подводного сварщика имеет множество рисков и трудностей. Мастер должен обладать определенным набором навыков и знаний, а также уметь тщательно соблюдать технику безопасности. Чтобы стать экспертом в данной отрасли нужно получить диплом по специальности “сварщик” и “технический дайвер” в техническом училище. Затем желающие получить специальность “подводная сварка”, обучение проходят в специализированных центрах по подготовке кадров.

После получения этих специализаций, а также приобретения профессиональной базы, можно будет продолжить образование в школе подводных сварщиков. Курсы в школах имеют различную продолжительность, варьирующуюся в значительных величинах. После этого мастер сможет работать по приобретенной специальности.

Курсы подводной сварки

Опыт и знание в сфере подводной сварки можно получить во многих учреждениях: учебные центры; водолазные школы; центры по подготовке специалистов; компании, работающие в соответствующей отрасли. Продолжительность курсов может варьироваться от 2 недель до 2 лет. В зависимости от длительности обучения, будущий сварщик получает знания различного масштаба и глубины. В краткий курс входят лекции по следующим темам: охрана труда, техника безопасности, основы сварочных процессов. Оптимальным вариантом будет наличие теоретических и практических занятий.

Наиболее востребованы курсы подводной сварки в Санкт-Петербурге. Это способствует наличие крупных судостроительных предприятий. Обучение предоставляют следующие учреждения:

ПОУ “СПб Морская школа РО ДОСААФ России СПб” предлагает курсы по обучению специалистов подводной резки и сварки для водолазов 6-7 разрядов. Группы по 6-12 человек. Количество часов – 101. По окончанию обучения выдаются документы российского образца.

Учебно-тренировочный центр ФБУ “Морспасслужба Росморречфлота” (Москва) предлагает курс подготовки “Водолаз сварщик-резчик”. Количество часов – 210.

ООО «ДОНПОДВОДСТРОЙМОНТАЖ» (Ростов-на-Дону) предлагает курс “Подготовка водолазов сварщиков-резчиков”. Детали следует уточнять у специалистов компании.

Источник

Как осуществляется подводная сварка

Сварка металла под водой – это один из самых сложных и уникальных процессов соединения элементов, находящихся ниже уровня воды, и которые технологически невозможно или нерентабельно сваривать на суше. Данный процесс требует высокой квалификации сварщика, наличия у него водолазных навыков и крепкого здоровья, так как работы проводятся в холодной воде, а также на глубине вплоть до 100 метров.

Подводная сварка применяется:

Оборудование и сварочные материалы

Для подводной сварки применяется оборудование с конструкцией, аналогичной их «сухопутным» вариантам. Даже при проведении мокрой сварки может применяться обычный сварочный аппарат, находящийся на поверхности. Специальные трансформаторы для мокрой сварки оснащены безвоздушной системой охлаждения.

Держатели практически полностью покрываются изолирующим материалом, обеспечивающим герметичность. При смене электрода в держателе производится отключение подачи тока. Кабель не должен иметь скруток и повреждений покрытия для предотвращения потери мощности и поражения сварщика током.

В зависимости от глубины погружения может применяться различная экипировка. Работы на небольшой глубине могут проводиться в эластичном гидрокостюме, а на значительных глубинах требуется применение металлического скафандра. Работа в таком скафандре требует большой внимательности, так как в воде может возникнуть положительная проводимость между скафандром и свариваемыми деталями. В такой ситуации, если какая-либо часть скафандра, например, вторая рука сварщика окажется ближе к электроду, чем свариваемая деталь, то может возникнуть разряд.

Классификация

Существует два технологических способа, применяющихся в зависимости от требований к проведению работ.

Сухой способ

При данном методе вокруг свариваемого шва создается сухая зона с помощью дополнительного оборудования. Кислородный отсек, изолирующая камера или кессон позволяют откачать воду, создать повышенное давление и произвести сварку обычным сварочным оборудованием. Таким образом, работа сварщика, находящегося в кессоне, не отличается от сварочных работ на суше.

Сухая среда предотвращает резкое охлаждение металла, сохраняя высокую ударную вязкость, а отсутствие мутной воды и обильного образования газовых пузырей не затрудняет обзор шва во время работы. Этот вид сварки довольно затратный и применяется при необходимости провести работу повышенной надежности.

Так как высокое давление в камере приводит к уменьшению катодного и анодного пятен дуги, происходит изменение химического состава шва, что должно учитываться при расчете прочности конструкции.

Мокрый

Сварка деталей при таком способе осуществляется электродом прямо в воде. За счет высокой температуры электрической дуги происходит испарение воды, создавая своеобразную газовую сферу. Таким образом, не нужно производить сложный монтаж оборудования вокруг шва.

Однако, у данного способа есть существенный недостаток – визуальный контроль шва затруднен, так как вокруг места сварки образуется большое количество газовых пузырьков, а вода мутнеет из-за различных взвесей в продуктах сгорания.

Мокрая сварка бывает двух типов:

Преимущественно в мокрой сварке применяется постоянный ток силой 180-220А. Высокое напряжение 30-35 Вольт призвано компенсировать тепловые потери при плавлении металла, которые вызваны холодной водой. Дополнительно охлаждение металла предотвращает его возможное прожигание.

Глубина мокрой сварки ограничена только физической подготовкой сварщика, качеством скафандра и оборудования.

Такой способ соединения металлов имеет ряд важных особенностей:

Электроды для мокрой сварки покрываются специальной водостойкой смесью, содержащей парафин, нитролаки и другие вещества. Причем вес пленки составляет 1,5 веса самого электрода, а диаметр электрода равняется 4-6 мм.

Залог качественной мокрой сварки – получение устойчивого газового пузыря, возникающего вокруг электрода при его контакте с металлом. Под действием высокой температуры дуги происходит испарение воды и компонентов электрода, которые и образуют пузырь диаметром 8-16 мм.

Вода под действием высокой температуры дуги закипает и распадается на водород и кислород, которые устремляются к поверхности, а кислород частично образует окислы железа (шлаки) на поверхности металла.

Высокое напряжение сварочной дуги позволяет компенсировать постоянное охлаждение металла окружающей водой.

Отработанные газы и взвеси поднимаются к поверхности воды, создавая мутное облако, поэтому сварщику приходится работать фактически на ощупь. Здесь проявляется удобство электродов, потому что сварщик может выбрать позицию, с которой ему удобнее наблюдать шов.

С другой стороны, применение проволоки для полуавтомата позволяет варить длинный равномерный шов. Так как на проволоке нет покрытия и она тоньше электрода в 2-3 раза, то в воду выделяется меньше взвеси. Таким образом, удобнее контролировать качество шва.

Плохая видимость в зоне формирования шва влияет на выбор соединения деталей. Шов выполняется либо в форме тавра под углом, близким к прямому, либо детали устанавливаются внахлест. Такой способ позволяет сварщику соединять детали на ощупь, ориентируясь по их кромкам.

Резка металла

Помимо сварки металла под водой, может возникать технологическая необходимость в проведении резки стали. Она может производиться как стандартным подводным электродом, так и методом кислородно-электродной резки.

В держатель устанавливается неплавящийся электрод, напоминающий трубку, через который подается кислород под давлением. Металл разогревается электрической дугой, при этом закипающая вода создает пузырь, предотвращающий попадание воды в разрез. В это время струя кислорода выдувает расплав из разрезаемого шва.

В процессе резки также образуется большое количество испарений и пузырьков, затрудняющих обзор. Поэтому сварщику бывает необходимо предварительно отметить направление шва устанавливаемыми магнитными маячками, либо нанесением насечек на поверхность.

Источник