Электроды для сварки в воде: Электроды для подводной сварки: марки, особенности сварки

Электроды для подводной сварки: виды, производители

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.

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 такое подводная гипербарическая сварка?

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

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

Содержание

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

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

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

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

Разновидности

Сухая сварка

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

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

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

Читайте также: Особенности и применение MIG сварки

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

Мокрая сварка

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

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

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

Техника безопасности

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

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

Вместо заключения

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

 

 

Как вам статья?

Руководство по подводной сварке

Приблизительно до 1965 года подводная сварка в основном производилась мокрой сваркой.

Другие методы, используемые для строительства коффердамов и кессонов (см. ниже) для крупных строительных конструкций.

Мокрая сварка – это когда водолаз и сам сварщик находятся под водой, и используемый процесс в основном представляет собой сварку электродугой (дуговая сварка защищенным металлом).

Влажная сварка с использованием процесса дуговой сварки в среде защитного газа (сварка электродом) отличается от сухой сварки тем, что используемый газ создает пузырь, когда вы находитесь под водой, что является основным фактором в создании сварного шва:

Пузырь является важным фактором в процессе подводной сварки, поскольку в газовом пузыре создается давление, что позволяет расплавленной ванне образовываться и, следовательно, образовывать валик, как при обычной процедуре сварки.

Скорость перемещения сварного шва и длина дуги должны быть правильными, иначе образование пузырьков станет нестабильным или полностью разрушится. Без газового пузыря сварка под водой невозможна.

В дополнение к мокрой сварке есть еще три метода подводной сварки, которые можно использовать, чтобы вывести сварщика из воды, чтобы он мог выполнить сухую сварку, что является лучшим способом сварки в целом.

Использование коффердама исключает воду из уравнения, и они строятся на краю водоема (или зоны брызг), как показано ниже. Коффердам используется по многим причинам, но для сварки некоторые из наиболее распространенных применений – это ремонт кораблей и лодок; корпуса, доки и т. д.

Коффердам Пример:

Пример кессона (из 1800-х годов):

Кессоны также используются аналогично коффердамам…

Мини-жилье — еще один способ сварки под водой. Вот как это работает: водолаз-сварщик погружается в воду и размещает ограждение вокруг области, которую нужно сварить. Затем газ используется для откачки воды из корпуса. Водолаз-сварщик выполняет процедуру сварки, помещая в кожух только руки и сварочную горелку.

В некоторых случаях водолаз-сварщик входит в вольер. Этот метод используется только в особых случаях. Видимость в воде должна быть хорошей, иногда вольер просвечивает.

Основы подводной дуговой сварки защищенным металлом:

Сварка электродом или дуговая сварка защищенным металлом — процесс, наиболее часто используемый при подводной сварке. Принцип его работы заключается в том, что между водонепроницаемым электродом и свариваемой металлической поверхностью образуется дуга. Тепло от дуги достигает от семи тысяч градусов до одиннадцати тысяч градусов по Фаренгейту.

Это интенсивное тепло вызывает плавление основного металла и присадочного металла электрода (и кусочков покрытия на сварочном электроде). Маленькие шарики расплавленного металла проходят через дугу с такой силой, что они образуют сварной шов на основном металле (работе). Они не капают. Они напрессованы на металл. В противном случае, если на вашу работу капали капли расплавленного металла, это не сработало бы, если бы вы находились в положении сварки над головой.

Электрод отличается тем, что имеет покрытие, называемое «флюс», которое помогает защитить сварной шов от загрязнения во время сварки.

Преимущества мокрой сварки!

Кессоны, коффердамы и мини-среды обитания — все это способы создания сухая сварка. Если можно выполнить сухую сварку, то это лучший способ. чем мокрый сварка. Однако мокрая сварка быстрее и намного дешевле, чем технологии сухой сварки.

Видите ли, водолаз-сварщик имеет больше свободы под водой, поэтому он может добраться до тех частей конструкции или корабля, к которым нельзя добраться другими способами.

Также Малый ремонтные работы на корпусах кораблей – обычная работа по мокрой сварке, потому что это просто и не требует дорогостоящей перемычки для сухой сварки или мини среда обитания.

Кроме того, вы можете собрать водолаза-сварщика и быстро доставить его в труднодоступное место, а также очень быстро погрузить его для сварки.

О подводной сварке корпусов кораблей:

Корпуса кораблей изготавливаются из различных типов стали. Например, киль корабля может быть изготовлен из более прочной стали, чем остальная часть корабля. Это имеет смысл, потому что в этих областях корпус подвергается большей нагрузке.

Так как сталь отличается, для ее сварки необходимо выбрать другой сварочный электрод. Стальные электроды обычно лучше подходят для высокопрочной стали.

Электроды и сталь для мокрой сварки:

Значения тока и напряжения для мокрой сварки на глубине 50 футов (FSW):

Полярность и сварка под водой!

Использование переменного тока (AC) никогда не используется для подводной сварки или резки. Это чертовски опасно! Если вы получите шок от переменного тока, вы не сможете контролировать свои руки, и, следовательно, вы не сможете отпустить.

Прямая полярность чаще всего используется при мокрой сварке. Использование отрицательного электрода постоянного тока (DCEN) обеспечит дайверу более прочный держатель палочки (он удерживает электрод).

DCEN не всегда используется. Иногда водолазы-сварщики используют положительный электрод постоянного тока (DCEP), который имеет обратную полярность. В этой таблице приведены некоторые примеры того, когда это может быть уместно:

Таблица водостойких электродов:

Список оборудования для дуговой резки и сварки под водой:

Комплект оборудования для дуговой резки под водой:

Держатель электрода: 90 007

Базовая процедура ремонта подводной прямоугольной заплатки на трещинах:

Ниже приведен пример базовой работы по ремонту заплаток под подводной сваркой (см. изображение выше).

Если в подводной стальной конструкции есть трещина, обычно ее ремонтируют с помощью заплаты прямоугольной формы.

• Шаг 1: Используйте радиус в три дюйма, чтобы закруглить углы патча.
• Шаг 2: Наклейте прямоугольную заплатку со скругленными углами на заделываемую трещину. Используйте на нем угловой шов. Вам необходимо обеспечить вентиляцию, поэтому не накладывайте валик на верхнюю трехдюймовую часть заплаты при первом проходе корневой сварки.
• Шаг 3: Если вам нужно избежать сварки в верхнем положении, вы можете попробовать изменить угол заплаты, повернув ее примерно на сорок пять градусов.
  

Статьи по теме:

Школы подводной сварки.

Нужны ли электроды с водяным охлаждением?

В процессе контактной сварки поверхность электрода кратковременно подвергается воздействию экстремальных температур. Для предотвращения преждевременного износа электродов для контактной сварки необходимо водяное охлаждение. Технический термин для этого износа и возникающей в результате деформации – отжиг. В случае точечной сварки лицо начнет приобретать форму гриба. По мере увеличения этой поверхности качество сварного шва ухудшается, и в конечном итоге происходит ухудшение качества сварного шва. Предотвращение или замедление этого грибовидного роста очень важно. Одним из наиболее важных элементов, который необходимо контролировать, является время при температуре, которую видит поверхность сварного шва электрода. Одним из методов контроля является охлаждение электрода. Второе преимущество этого заключается в том, что он также охлаждает и затвердевает сварной шов в течение периода выдержки цикла сварки.

Некоторые вопросы, которые приходят на ум:

• Как близко должна быть расположена водопроводная труба?
• Какой расход воды мне нужен?
• Насколько холодной должна быть вода?
• Можно ли подавать электродную воду последовательно?

Для водяного охлаждения электродов для контактной сварки вы должны снабдить каждый электрод собственной внутренней трубкой водяного охлаждения, расположенной очень близко к внутренней поверхности свариваемой поверхности электрода. Для шовной сварки используется заливочное охлаждение детали и электрода/диска непосредственно в точке, где диск соприкасается с заготовкой. Вода обычно используется сверху и снизу, а также с обеих сторон шовного сварочного круга. Электроды для рельефной сварки также охлаждаются настолько близко к поверхности сварного шва, насколько это позволяет конструкция.

Правильно расположенные водяные трубы на внутренней поверхности сварного шва

В случае точечной сварки рекомендуемый расход воды на каждый электрод составляет 1,5 галлона в минуту. Вы можете сваривать со скоростью 1 или даже 0,5 галлона в минуту, но износ электрода будет заметно выше.

Температура воды для охлаждения электродов может быть очень низкой. Электроды могут использовать температуру грунтовых вод в диапазоне 50 градусов по Фаренгейту. Рециркуляционные градирни обычно производят температуру намного выше этой – 80 градусов и выше. Электрод прекрасно справляется с водой в районе 80 градусов, но было бы лучше, если бы она была холоднее.