Сварка под водой: техника выполнения, необходимые материалы и инструменты, пошаговая инструкция и советы специалистов

Содержание

В чем особенности подводной сварки

При выполнении подводной сварки человек находится в среде, хорошо проводящей ток, кроме этого, он испытывает давление массы жидкости.

Возможность держать дугу и вести шов достигается за счет вытеснения воды из сварочной ванны испаряющимися газами. Они возникают при плавлении электрода.

Отличия подводной сварки:

  • вода давит на образовавшийся пузырь и на вплавляемый металл, поэтому шов лучше проплавляется;
  • за счет быстрого остывания и внешнего давления шов получается более грубым;
  • загрязненность воды и постоянно выделяющиеся газы ухудшают сварщику обзор, из-за чего может смещаться центр шва;
  • по сравнению с выполнением этой работы на суше, здесь требуется повышенный ток;
  • высокая скорость охлаждения шва приводит к снижению его показателей на излом и ударную вязкость;
  • коррозия, которой покрыты объекты под водой, затрудняет розжиг дуги, чтобы ее получить, по изделию надо не стучать, а ковырять электродом.



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.

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:

  • при кораблестроении и ремонте кораблей без постановки в сухой док;
  • при прокладке нефтяных, газовых и иных трубопроводов;
  • при строительстве и модернизации мостов, портовых сооружений, дамб;
  • при строительстве плавучих доков, платформ, буровых вышек и других технических сооружений.

Где в основном применяется

Такой способ соединения деталей применяется при выполнении разных работ на объектах, расположенных под водой:

  • нефте-, газо-, водопроводы;
  • корпуса судов;
  • причалы и мосты;
  • нефте- и газодобывающие платформы;
  • дамбы;
  • другие сооружения.

Сварка трубопровода
Сварка под водой применяется при выполнении работ с трубопроводом.

Сферы применения подводной сварки

Сварка под водой — неотъемлемая часть любых ремонтных или монтажных работ металлических конструкций и деталей, находящихся ниже ватерлинии:

  • нефтяных трубопроводов, по которым передается нефть и газ в различные страны и регионы
  • морских и речных судов, которые подвергаются коррозии, различным повреждениям во время шторма и боевых действий и т.п.
  • причалов и портовых сооружений, значительная часть которых находится ниже ватерлинии
  • буровых вышек, платформ или дамб
  • специальных технических сооружений вокруг скважин на морском дне и т.д.

Для того чтобы понимать, каким образом возможно воплотить настолько сложные задачи, необходимо иметь представление о технологических особенностях и принципах подводной сварочной деятельности.

Разновидности процесса

Есть несколько способов выполнения подводной сварки, между собой они различаются видом и особенностями проведения.

В сухой среде

Эта разновидность сварки подразумевает, что сварщик и место на предмете, с которым он будет работать, помещаются в специальный бокс, из которого откачивают воду. Хотя человек не снимает водолазный костюм и может находиться по пояс в воде, но в месте наложения шва сухая среда. Результат получается такой же, как на суше. Это дорогой метод, требующий аренды специального бокса, техники, которая его опускает и поднимает. Он используется, когда работы проводятся на большой глубине или надо соединять объемные детали и к качеству шва предъявляются высокие требования.

Сварка в сухой среде подразумевает работу в специальном боксе.

При помощи защитного газа

Для выполнения небольших швов, когда не стоит задача получить особо прочное соединение, работа осуществляется с помощью резервуара небольшого размера, накладываемого там, где будет проводиться сварка. Из него откачивают воду, а т.к. стенки прозрачные, то сварщик может визуально контролировать процесс формирования шва. Рабочим инструментом управляют через специальное отверстие.

Здесь сварка также выполняется в сухой среде, что позволяет шву остывать постепенно, а это положительно сказывается на показателях его ударной вязкости. Образующиеся газы не мешают обзору, но недостаток метода в том, что под каждый вид работ придется делать отдельную камеру.

Используется он при необходимости выполнения особо ответственных соединений. Здесь сварщик находится в воде, поэтому может работать на глубине до 40 м.

Мокрая ручная и полуавтоматическая

Этот способ соединения деталей под водой отличается простотой и дешевизной. Для мокрой сварки необходимы электроды со специальной обмазкой. При полуавтоматическом методе используется горелка, в которую встроен механизм, способный подавать проволоку и продувать защитный газ. Применяется для ремонта судов вдалеке от порта, когда надо заварить трубопровод и т.д.

С помощью таких электродов работа выполняется по той же технологии, что и на суше. При проведении резки надо использовать большую силу тока и держать электрод в одном месте, пока не образуется сквозное отверстие. Чтобы ускорить процесс, когда расплавляется верхний слоя металла, его остаток протыкают электродом. Работы проводятся на глубине не более 40 м. Чтобы не было потерь напряжения и риска получить удар током, используемые кабеля должны быть сплошными.

Мокрая ручная
Мокрая ручная сварка отличается дешевизной.

Принципы работы подводной сварки

  • Сухая подводная сварка подразумевает под собой использование дорогостоящего дополнительного оборудования, обеспечивающего создание вокруг сварочного объекта под водой условий, при которых можно использовать обычные сварочные аппараты, применяемые и на суше. Это может быть подводная камера, отсек с кислородом, бокс и т.д. Как это происходит, мы опишем ниже.
  • Мокрая подводная сварка осуществляется специалистом-сварщиком непосредственно в водной среде с использованием только приведенного в работу электрода и собственных навыков и умений. Каким образом это происходит?

В данном случае применяется метод дуговой сварки, который является наиболее распространенным. Сварочная дуга во время работы на глубине выделяет много тепловой энергии и испаряет воду вокруг себя, что создает заполненную газом сферу, позволяющую ей гореть вне зависимости от слоя воды вокруг. При этом продукты сгорания поднимают вокруг себя взвеси, затрудняющие видимость сварочного шва специалисту. В свою очередь, данный вид сварки подразделяется на подвиды:

  • Полуавтоматическая. Сварщик вручную регулирует направление автоматической подачи проволоки. К плюсам данного метода можно отнести его длительность и лучшую видимость при рабочем процессе, поскольку в данном случае производится намного меньше продуктов горения, чем при ручном методе.
  • Ручная. Сварщик использует электроды для подводной сварки, может свободно передвигаться и применять сварочное оборудование в труднодоступных местах.

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.
Читайте также:  С какой целью проводят стилоскопирование металла шва?

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.

Виды

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.


Что потребуется сварщику

Для сварки под водой понадобится силовое оборудование, его конструкция почти не отличается от того, что используется на суше. То, что предназначено для работы на больших глубинах, может иметь некоторые различия в конструкции.

Кабели и специальные шланги

Технология выполнения работ, а также соблюдение мер электробезопасности предъявляют особые требования к целостности кабелей и шлангов, по которым подводится питание, откачивается вода, подается проволока, защитный газ. Часто такие работы выполняются в морской воде, а она хорошо проводит электрический ток. Наличие на кабелях скруток может стать причиной не только утечки тока, но и быть опасным для сварщика.

Для выполнения работ под водой понадобятся специальные шланги.

Скафандр или подобное оборудование

Сварщик вынужден работать на большой глубине, поэтому ему понадобится специальное снаряжение, это может быть скафандр или подобное оборудование. Соленая вода имеет высокую проводимость, поэтому дуга может образоваться на расстоянии от свариваемых деталей.

При установлении положительной проводимости между ними и металлическими частями скафандра и при сокращении расстояния от них до электрода может появиться разряд.

Электроды, проволоки и т. д.

Используют электроды из низкоуглеродистой стали, т.к. они менее подвержены негативному воздействию жидкости. Имеющаяся на них обмазка дополнительно покрывается защитными средствами, которые за счет создания водонепроницаемого слоя не дают ей преждевременно разрушаться.

Работу выполняют электродами диаметром 4-6 мм, например, марки Св-08 и аналогичными. Для полуавтоматической сварки используют проволоку СВ-08Г2С и аналогичную. При смене электрода оборудование отключается.

Для сварки под водой используют электроды из низкоуглеродистой стали.

Сварка труб высокого давления особенности.

При выборе типа сварки необходимо учитывать и материал, из которого изготавливаются трубы, и их диаметр.

Сварка трубопровода высокого давления производится методом газовой или электродуговой сварки. При этом газовая сварка может применяться только в том случае, если диаметр труб трубопровода находится в пределах от 6 до 25 мм. Для труб большего диаметра должна применяться электродуговая сварка. При диаметре труб от 25 до 100 мм применяется ручная электродуговая сварка, если же диаметр труб превышает 100 мм, то возникает необходимость в полуавтоматической или автоматической сварке под флюсом, при этом подварка корня шва в любом случае производится вручную. Также следует учитывать, что в тех случаях, когда диаметр труб не превышает 40 мм, как правило, используется обычный сварной шов и производится V-образная разделка кромок. А вот при сварке труб диаметром более 60 мм чаще всего используются подкладные кольца.

И еще одной особенностью сварочных работ, проводимых с трубами высокого давления, является то, что при этом необходимо выполнять несколько слоев сварного шва – количество слоев зависит от вида трубопровода и от характеристик металла и может составлять от 4 до 10 штук.

Технология подводной сварки

Каким образом обеспечивается работа сварки под водой и какое оборудование применяют. Требования к расходным материалам и к специалистам. Об этом далее.

Сварка под водой — поистине уникальный технологический процесс, ведь, казалось бы, как можно совместить несовместимое? Но с развитием кораблестроения, нефтяной отрасли и строительством морских установок возникла необходимость в проведении сварочных работ под водой. Впервые возможность подводной сварки была опытно доказана советским ученым К.К. Хреновым, а впоследствии данная технология получила широкое применение при осуществлении строительных и ремонтных работ на глубине.

Технологический процесс

Принцип действия сварки под водой: в месте проведения работ из выделяемого во время горения дуги газа получается пузырь, он освобождает пространство от воды, и уже в нем образуется и поддерживается дуга. При ее горении выделяется тепло, плавящее материал, но его быстрое охлаждение водой усложняет сваривание. Иногда температура соленой воды может опускаться ниже нуля.

При горении дуги распадается металл и образуется газ, кроме этого, под действием тока и температуры разлагается вода, в результате выделяется водород и кислород. Такие пузыри легче жидкости, поэтому устремляются вверх, а на их месте появляется новая порция газа.

Настройка напряжения

Для выполнения такой сварки необходимо напряжение 30-35 В. Чтобы подать его на глубину, сварочный аппарат должен вырабатывать 80-120 В и 180-220 А. Более качественные результаты будут при работе с постоянным током, но это можно делать и переменным.

Настройка напряжения
Напряжение при подводной сварке не должно превышать 35 В.

Для качества получаемого шва не важно, на какой глубине выполняется сварка, надо только создавать условия для устойчивого горения дуги (увеличивать напряжение). Предел глубины, на которой могут выполняться такие работы, не имеет технических ограничений, на это влияют только физические возможности человека.

Характеристики шва

Под водой сварщику работать тяжело, т.к. постоянно движется не только газ, но и сажа, дым, образующиеся в процессе сварки, что ухудшает видимость. В связи с этим сварочный шов делают в виде тавров, для чего свариваемые изделия располагают практически под прямым углом друг к другу. Если надо работать в одной плоскости, выполняется сварка внахлест, а не встык.

Такие швы можно создавать даже при плохой видимости, при этом опытный сварщик все делает практически на ощупь, ориентируясь только по кромке деталей.

Как обрабатывать шов

При выполнении подводной сварки остывание шва происходит намного быстрее, чем при проведении таких работ на суше. Это связано с высокой теплопроводностью жидкости. Так как все происходит быстро, металл не успевает впитывать выделяющийся водород, поэтому не окисляется. Если нет окалины, то и удалять ее не надо.

Читайте также:  Сварка проводов: сборка сварочника своими руками и методика сварки кабелей

Обработка шва
При подводной сварке остывание шва происходит намного быстрее.

Резка металлов под водой

Часто необходимо проводить резку под водой. Сделать это можно с помощью подводных электродов или кислородно-электродным способом. В держателе фиксируют неплавящийся электрод, внутри которого есть отверстие для подачи кислорода под давлением. Резка выполняется электрической дугой, вода закипает и создается пузырь, не дающий воде попасть в место резки, а кислородом выдувают из шва расплавленный металл. Постоянно идущие пузырьки ухудшают видимость, поэтому сварщик при помощи магнитных маячков или насечек отмечает место проведения работ, а затем начинает резку.

Оборудование и расходные материалы для сварки на глубине

Сварочный процесс происходит в холодной воде с содержанием большого количества водорода. Для того чтобы компенсировать потерю тепла, дуге в водной среде необходимо более высокое напряжение, чем на суше, 30-35 В. Поэтому сварочные аппараты имеют напряжение 70-110 В. При сварочных работах может быть использован как переменный, так и постоянный ток. Наиболее часто используется постоянный ток с силой 180-220 А.

Шлем подводного сварщика

Электроды для сварки под водой имеют специальное водонепроницаемое покрытие (пленку), пропитанное водостойкими составами: парафином, нитролаками и т.д. Вес пленки должен быть не менее 150% от массы самого электрода, чтобы обеспечить надежную и длительную защиту стержня при работах в воде. Диаметр электрода составляет 4-6 мм.

Поверхность держателей и кабелей для такого вида работ герметична и обладает надежной электроизоляцией для обеспечения бесперебойной работы сварочной цепи.

Какие электроды для сварки труб выбрать в 2021 – обзор ТМ + особенностей прутков

Ситуативность в процессе работы с трубами крайне высокая. Основной критерий распределения – это назначение трубопровода. Далее мы сделаем обзор электродов для труб высокого давления, нефтяных, газовых, тепловых, водопроводных, оцинкованных, отопительных и профильных.

1) Выбор электродов для сварки труб под высоким давлением

Основное требование к сварочным швам в системах с высоким давлением – это прочность. Для получения качественного соединения требуется основательно проварить шов, а сделать это может далеко не каждый тип электрода.

Лучшие ТМ электродов для сварки труб высокого давления:

  • ОК 53.70;

    Электрод с основным типом покрытия и низким содержанием водорода. Используется для односторонней сварки в конструкциях общего назначения. Проплавка большой глубины и плоский шов на выходе позволят легко избавиться от шлаковой корки. Режим прокалки прутка 330-370 градусов на протяжении 2 часов. Напряжение холостого хода составляет 60В. Электрод особо хорош для сваривания заполняющих и облицовочных проходов на стыках труб. Стоимость за 1 кг от 175 рублей;

  • МТГ-03;

    elektrody-МТГ-03

    Электрод ESAB с основным типом покрытия, который используется в ручной электродуговой сварке на токе постоянного типа (обратная полярность). Оптимальные конструкции для обработки швов должны состоять из углеродистых или низколегированных сталей перлитного класса. Прутки хорошо заходят для обработки неповоротных стыков. Прокалка на 370-390 градусах на протяжении часа. Стоимость от 250 рублей за 1 кг расходника;

  • OK 55.00;

    Наиболее дорогой вариант расходника для труб высокого давления. Стоимость за 1 кг начинается с 400 рублей и может достигать 450. Прутки хорошо заходят для высокопрочных низколегированных типов стали. Сварочные швы имеют высокий показатель стойкости к возникновению горячих трещин + ударную вязкость при низких температурах. Предел по текучести составляет 480 Мпа, а предел прочности составляет 590 Мпа. Показательно относительного удлинения – 28%.

К приемлемым альтернативам, которые чуть хуже представленных выше, относятся ОК 7470 и МТГ-01K. Ценник таких прутков начинается с 200 рублей и заканчивается 350 рублями за 1 килограмм.

2) Электроды для нефтепроводов и газопроводов

При строительстве крупных магистралей по транспортировке газа или нефти используются трубы крупных диаметров, потому о качестве сварки швов здесь стоит позаботиться в первую очередь. Даже мелкие бреши могут привести к потере десятков тонн сырья, а это громадная просадка в экономическом плане.

ТОП-3 варианта электродов для сварки газо- нефтепроводов:

  • ЛБгп;

    По диаметру данный тип прутков выпускается в 2.5, 3 и 4 миллиметра. В отношении наплавки пруток имеет показатель в 9.4 г/Ач. Расход материала составляет 1.8 килограмма на получение 1 кг чистого металла вдоль шва. Основное преимущество торговой марки – хорошая ударная вязкость и качество получаемого сварочного шва. Помогают таких показателей достигнуть вкрапления кремния, фосфора, серы и углерода. Стоимость от 180 рублей за 1 килограмм;

  • LB-52U;

    Марка имеет аттестацию от Национальной Ассоциации Контроля сварки. Документ подтверждает сертификацию в отношении использования прутков при строительстве и ремонте магистральных трубопроводов. Расходник хорошо поддерживает стабильную дугу и может использоваться в любом из пространственных положений.

    Также проявляет хорошую ударную вязкость в холодных условиях + имеет высокую стойкость к растрескиванию. Базовые материалы для сваривания – углеродистая и низколегированная типы стали. Цена начинается от 470 рублей за 1 кг;

  • УОНИ-13/55;

    Марка с основным типом покрытия и коэффициентом наплавки в 9.5 г/А*ч. Расход материала для получения 1 килограмма наплавки составляет от 1.7 кг сырья. Предел текучести составляет 410 МПа, а ударная вязкость на уровне 260 Джоулей на сантиметр квадратный. Показатель относительного удлинения составляет 29%.

    Вариативность по диаметру от 2 до 5 мм. В последнем случае на 1 кг материала приходится 11 единиц прутков. Время прокалки составляет 1.5 часа при температурном режиме в 350 градусов. Стоимость начинается 130 рублей за кг и доходит до 300 рублей.

К приемлемым альтернативам по пруткам для сваривания газо- и нефтепровода относится ОК-46, ЛБ-52 и некоторые вариации МТГ. Детальнее по данному вопросу следует консультироваться со штатным инженером, который руководит ремонтными или строительными работами.

Чем хороши электроды ОК-46 и кому они пригодятся

3) Электроды для теплосетей

Работа с тепловыми сетями подразумевает потоки горячей воды и паров. При сварочных работах электродами, используемыми в водопроводных системах, результат не будет оптимальным из-за разницы в температурном режиме эксплуатации. Здесь требуется особые марки прутков. Ниже представим наиболее популярные ТМ по соотношении цены к качеству в 2021 году.

ТОП-3 марки электродов для тепловых систем:

  • Э-09Х1МФ;

    Отличительной чертой прутков является температурный режим эксплуатации сварочных швов – до 580 градусов по Цельсию. По диаметру на рынке присутствуют вариации в 3,4 и 5 миллиметров. Для наплавки 1 кг чистого металла требуется использовать 1.6 кг электродов. Коэффициент наплавки составляет 9.5 г/А*ч.

    Временное сопротивление разрыву до 490 МПа. Ударная вязкость на уровне 78 Дж на сантиметр квадратный. Допускают сварку в узкой разделке шва со скосом кромок в 15 градусов. Стоимость от 200 рублей за 1 кг;

  • ЦЛ-9;

    Весьма дорогая марка прутков с ценником от 440 рублей за 1 кг. По направлению использования являются универсальными, но ориентация идет на сварку двухслойных сталей со стороны легированного слоя. Также поддерживается ряд коррозионностойких марок (12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т и другие).

    Допустима сварка во всех положениях пространство кроме по вертикали сверху-вниз и постоянным током с обратной полярностью. Коэффициент наплавки составляет 11 г/А*ч, а для получения 1 кг металла, нужно использовать 1.7 кг электродов. Временное сопротивление разрыву 590 МПа;

  • МР-3;

    Распространённая марка, которая выпускается как российскими производителями, так и большинством иностранных (среди известны). Тип прутка Э46 с рутиловым или рутилово-основным типом покрытия. Используется для сваривания углеродистых или низколегированных сталей тепловых систем.

    Одинаково себя проявляют как на переменном, так и постоянном токе. Коэффициент наплавки пуртка составляет 8.5 г/А*ч. Подбор можно осуществлять по диаметру прутка – от 3 до 6 либо типу покрытия.

К альтернативным торговым маркам вне списка выше также отнесем Э42А с толстым покрытием типа «У» и ЦЛ-20 с покрытием типа «Д». Ценник на данные прутки начинается от 200 рублей и выше за 1 килограмм.

Техника безопасности

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

подводная сварка

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

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.

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.

Читайте также:  Сварка нержавейки электродом в домашних условиях: технология, видео, выбор электродов

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.

Контроль за процессом и исправление дефектов

Когда сварка под водой выполняется электродами, это связано с рядом проблем:

  • большое разбрызгивание металла;
  • плохая стабильность горения дуги;
  • появление газовых пор и включений шлака;
  • плохое формирование шва.

Когда сварка под водой выполняется электродами, происходит разбрызгивание металла.
Большое количество газа ухудшает видимость, в результате чего образуются такие дефекты, как непровары и несплавления. Качество шва во многом зависит от квалификации сварки, поэтому к выполнению подводных работ допускаются только сварщики, имеющие высокий разряд.

Решить описанные проблемы помогает использование герметичного механизированного оборудования с применением специальной проволоки. Это позволяет уменьшить выбросы сварочных газов, улучшить качество шва и получить требуемые его характеристики.

Организация сварочного процесса под водой

  • Сухая сварка под водой. Данный вид работ используется нечасто, поскольку требует больших финансовых затрат, времени, подготовки и специализированного дополнительного оборудования (краны, суда, контролирующие и измерительные приборы и т.п.). Подвиды сухой сварки на глубине:
  • Сварка в сухой глубоководной камере или передвижном боксе. Данный вид работ используется нечасто, поскольку требует больших финансовых затрат и специализированного дополнительного оборудования (краны, суда и т.п.). При данном методе под воду погружается или сооружается глубоководная герметичная камера («кессон»), которая также герметично закрепляется вокруг рабочей поверхности. Сварщик работает внутри данной конструкции, в которой поддерживается атмосферное давление путем наполнения ее газом и вытеснения воды. Качество швов и условия работы при данном виде сварки ничем не уступают тем, что проводятся на суше.
  • Гипербарическая сварка. Сварочный процесс осуществляется в камерах, где поддерживается газовая среда, вытесняющая воду. Сам специалист-сварщик находится вне данного бокса, сварка производится посредством электродной проволоки. Самое главное условие, которое должно соблюдаться при данном виде сварки — это очень плотное прилегание сварочных элементов в месте соединения.
  • Мокрая сварка под водой. При данном виде сварки и водолаз и рабочий объект находятся в водной среде. Никакого специализированного дополнительного оборудования (помимо сварочного) при данном методе не требуется. Это существенно экономит время, дает свободу передвижения сварщику и не требует дополнительных затрат. Качество швов же, к сожалению, ввиду особенностей сварки, проводимой непосредственно в воде, уступает сухой подводной сварке.

Как произвести в домашних условиях

Проводить такие работы в домашних условиях не рекомендуется. Для этого необходимо иметь не только навыки сварщика высокого разряда, но и дайвера, а получить их самостоятельно вряд ли удастся. При наличии соответствующих навыков, оборудования и помощника выполнить сварку под водой можно и в домашних условиях.

Требования к безопасности

При проведении таких сварочных работ надо соблюдать следующие правила:

  • работу нужно проводить с постоянным током;
  • в электроцепи обязательно должен быть аварийный выключатель;
  • между сварщиком и контролером должна быть качественная связь;
  • костюм водолаза должен обеспечивать высокую степень изоляции сварщика от свариваемых деталей;
  • за обрабатываемым изделием могут появляться взрывоопасные газовые карманы, поэтому во время таких работ надо быть внимательным и острожным; подача напряжения осуществляется только при непосредственной сварке или резке, в другое время оборудование должно быть отключено;
  • сварщик должен постоянно контролировать свое положение, чтобы не оказаться между заземленным изделием и электрододержателем и стать частью электроцепи;
  • соединения должны быть надежными, а зажим к заземлению крепким;
  • при замене электрода ток должен быть обязательно отключен;
  • с электрододержателем обращаются осторожно, его нельзя направлять на себя или других людей.

Требования к безопасности
Костюм водолаза должен обеспечивать высокую степень изоляции сварщика.

Необходимые инструменты и оборудование

Для выполнения подводной варки понадобятся специальные электроды и универсальный их держатель. Здесь не надо подавать кислород, поэтому и оборудование не требуется. Для создания и поддержки электрической дуги понадобится генератор постоянного тока, например BROCO BR-22.

Осуществление отвода водорода

В процессе проведения работ вода, под действием тока и высокой температуры, преобразуется в кислород и водород. Так как получившийся газ легче воды, он самостоятельно поднимается, а на его месте образуются новые пузырьки.

Общее описание процесса

Под водой можно выполнить 2 вида сварки:

  1. Саморегулируемую. Здесь электрод перемещают относительно линии сварки в перпендикулярном направлении и немного прижимают к детали, чтобы он с ней постоянно контактировал. Выполняется серия швов за счет перемещения электрода поперек линии соединения. Прочный шов получается на длине, равной диаметру электрода, если он 4 мм, то сварные швы получаются шириной 4 мм каждый. При проведении вертикальной сварки движутся сверху вниз, чтобы образующийся газ не ухудшал обзор.
  2. Управляемую. Сварщик выполняет дугообразные движения электродом, двигая его со стороны в сторону, при этом не касается им свариваемых изделий. Используется при необходимости получения длинного прямого или немного изогнутого шва. Этим способом вертикальный шов выполняется как сверху вниз, так и наоборот.

Под водой можно выполнить саморегулируемую и управляемую сварку.

О профессии подводного сварщика

Человек, выполняющий подводную сварку, работает в особо сложных условиях, поэтому к проведению работ допускаются люди, прошедшие специальное обучение и получившие высокую квалификацию.

Требования

Сварка в воде подразумевает наличие дополнительных сложностей, по сравнению с тем, когда эта работа выполняется на суше. При резком подъеме с глубины на поверхность в крови образуются пузырьки газа, поэтому такой процесс должен выполняться правильно.

Во время обучения будущий подводный сварщик изучает:

  • курс по выполнению сварочных работ;
  • правила поведения под водой, использования акваланга, расчета времени пребывания на глубине, особенности выдержки при всплытии.

Много внимания уделяется изучению правил безопасности. Человек не только должен знать все тонкости сварочного процесса, но и уметь проверять оборудование, организовывать рабочее место, хорошо плавать.

Перед выполнением подводных работ надо ознакомиться с особенностями предметов, с которыми придется работать (обшивка судна, мосты, гидросооружения и т.д.). Обучение проводят в специализированных центрах, где обязательно есть бассейны и все необходимое оборудование.

Заработная плата

Средняя зарплата простого сварщика в РФ составляет 50-60 тыс. руб. в месяц. Выполнение таких работ под водой оплачивается намного выше, в среднем 100-120 тыс. руб. На величину зарплаты влияет разряд и навыки сварщика, регион проведения работ, уровень компании, в которой он работает.

Сложность обучения

Человек, выбравший профессию подводного сварщика, должен быть готов к существующим рискам и трудностям. Получить эту профессию можно в специализированных учебных центрах, организациях, работающих в указанном направлении, водолазных школах. Чтобы поступить в такое заведение, он должен иметь дипломы сварщика и технического дайвера.

В зависимости от степени подготовки человека и навыков, которые он хочет приобрести, длительность обучения составляет от 14 дней до 2 лет. Одновременно дают теоретические знания и проводят практические занятия, изучаются и отрабатываются правила проведения сварки под водой, работы с аквалангом, техника безопасности.

При выполнении подводной сварки надо строго соблюдать технологический процесс, а также разработанные правила безопасности, только так можно получить качественный результат и максимально обезопасить сварщика и других людей, принимающих участие в таких работах.

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.

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.

Источники

  • https://NiceSpb.ru/tehnologii/princip-podvodnoj-svarki.html
  • https://WeldElec.com/info/podvodnaya-svarka/
  • https://santehno96.ru/svarka/elektrody-dlya-podvodnoj-svarki-2.html
  • https://generator98.ru/svarka/podvodnaya.html
  • https://WikiMetall.ru/metalloobrabotka/svarka-pod-vodoy.html
  • https://paes250.ru/svarka/podvodnyj-elektrod.html
  • https://svarkaed.ru/svarka/vidy-i-sposoby-svarki/chto-takoe-podvodnaya-svarka.html
  • https://wotakks.ru/svarka/podvodnyj-elektrod.html
  • https://bph-saratov.ru/svarka/elektrody-dlya-podvodnoj-svarki-2.html

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию