Сварка под водой
Сварку под водой применяют при строительстве гидротехнических сооружений, подводной части портовых нефтепромысловых, трубопроводных, судовых и других специальных конструкций. Подводную сварку выполняют двумя способами:
- непосредственным плавлением в воде электродного и основного металла с образованием сварного соединения;
- сваркой под водой в специальных камерах без контакта сварного соединения с водой.
Плавление в воде
При первом способе работу выполняют обученные методам подводной сварки водолазы, а при втором - сварщики, обученные методам работы в кессоне, под давлением воздуха или кислородно-гелиевой дыхательной смеси.
Первый способ наиболее простой, дешевый и не требует специально подготовленных камер с соответствующим оборудованием. Подводная сварка по этому способу основана на способности дуги устойчиво гореть в газовом пузыре, образующемся в воде за счет ее испарения и разложения теплом дуги, а также за счет паров и газов, выделяющихся при расплавлении металла и покрытия электродов.
Непрерывное выделение газов и мельчайших частиц при горении дуги повышает давление газового пузыря, который выделяет много пузырьков газа (рис. 22.2), периодически отделяется и вновь немедленно образуется. Продукты сгорания металла и обмазки образуют облако бурого раствора, которое затрудняет видимость. Процесс сварки под водой затруднен вследствие давления и течения воды, плохой видимости, стесненности движений сварщика-водолаза, облаченного в специальный костюм.
Рис. 22.2. Сварка под водой: 1 - газовый пузырь, окружающий дугу; 2 - изделие; 3 - электрод
Электроды для подводной сварки
Для подводной сварки применяют электроды с увеличенной толщиной покрытия Dэ/dст>1,8. Водонепроницаемость обеспечивается нанесением на поверхность покрытых электродов нитролака, раствора целлулоида в ацетоне, парафина или других изолирующих материалов. Для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей применяют электроды марки ЭПС-52 УОНИИ-13/45П, ЭПС-5 и др. диаметром 4-6 мм с покрытиями, содержащими значительный процент ферросплавов, а также ионизирующие и шлакообразующие компоненты.
Ферросплавы необходимы для раскисления расплавленного металла и его легирования, так как дуга разлагает воду на водород и кислород, который окисляет железо, углерод, марганец и другие элементы, содержащиеся в основном и электродном металле. Несмотря на защиту, в металле шва, выполненного покрытыми электродами, снижается содержание углерода, марганца и др., а содержание водорода резко растет. Вследствие этого, а также интенсивного охлаждения сварного соединения окружающей водой пластичность и вязкость шва невысокие, 65 = 4 - 6 %, KCU=10-25 Дж/см2, угол загиба 25-35°, временное сопротивление до 400-550 МПа.
Процесс сварки
Сварку выполняют опиранием в нижнем и вертикальном положениях, при этом предпочтительно сваривать угловые (тавровые и нахлесточные) швы, которые в условиях плохой видимости обеспечивают опирание электрода и могут достаточно хорошо формироваться. Ток применяют постоянный прямой полярности, увеличенный на 15-20 % по сравнению со сваркой на воздухе. С увеличением глубины дуга горит устойчиво, но ток и напряжение растут. Для подводной сварки применяют источники питания, имеющие высокое напряжение холостого хода и одновременно обеспечивающие безопасность сварщика. Этим требованиям отвечают агрегаты ПАС-400-IV, ПАС-400-VIII и др., имеющие ограничители напряжения холостого хода до величины, безопасной для сварщика. Применяемые для подводной сварки электрододержатели, электрические кабели (прямой и обратный) должны иметь надежную изоляцию.
Сварка без контакта с водой
При сварке в специальных кессонах или камерах ввиду отсутствия контакта сварного соединения с водой качество швов не отличается от швов, выполненных на воздухе.
