Чем покрыты электроды для подводной сварки

Обновлено: 28.09.2024

Сварочные работы под водой проводятся при определенных условиях. Это могут быть ремонтные работы на речных и морских судах, гидротехнические работы, работы по строительству мостов и их опор, прокладывание трубопроводов под водой. В таких случаях используются специальные электроды для подводной сварки, отличающиеся от применяемых в нормальных условиях других видов.

Процесс подводной сварки

Общая информация

Подводная сварка может проводиться несколькими способами. Но общий принцип ее проведения сводится к тому, что покрытия электродов для сварки формируют особый козырек, благодаря которому обеспечивается беспрерывное горение сварочной дуги. В самой дуге содержатся газы, за счет которых происходит выталкивание воды. Все это происходит под большим давлением.

Сваривание деталей под водой может проходить в следующих формах:

в сухой камере;
в форме мокрой сварки, которая делится на полуавтоматическую и дуговую ручную;
в сухом боксе, способном передвигаться под водой;
в специальной рабочей камере.

Наибольшее распространение получили первые два вида сварочных работ под водой.

Сухая глубоководная сварка, проводимая в специальной камере, отличается особой технологической сложностью. Для ее проведения требуются специальные подводные электроды и дорогостоящее оборудование. Но главное преимущество работ, проведенных таким способом, – качество шва. Шов при сваривании получается такого же высокого качества, как и при сварке на суше.

Гидросварка, проводимая в специальном сухом боксе, отличается еще большей сложностью. Для ее проведения необходим бокс, в котором поддерживается неизменная сухая среда на протяжении всего процесса сваривания деталей. Сварка проводится с помощью электродной проволоки. Сварка таким методом требует особой герметичности и плотного прилегания всех элементов. При проведении работ необходимо использовать несколько инертных газов, которые будут выталкивать воду из камеры.

При мокрой полуавтоматической сварке применяется проволока, отличающаяся от электрода тем, что не имеет покрытия. Благодаря этому у сварщика имеется возможность более точно формировать шов. Проволока имеет диаметр меньший, чем диаметр самого электрода. Перед началом работ рекомендуется уменьшить уровень водорода в самом металле. При сваривании необходимо использовать смесь углекислого газа и аргона.

При дуговой мокрой сварке возникает пузырь из газа, благодаря которому дуга может гореть на протяжении длительного времени. Пузырь образуется за счет распада продуктов плавки изделия и испарений от воды. При взаимодействии выделяемых из воды водорода с кислородом и самого металла возникают окислы.

Дуговая подводная сварка

Особенности подводной сварки

Процесс подводного сваривания деталей имеет некоторые особенности, среди которых:

трудный розжиг сварочной дуги электродом из-за наличия коррозии на металле под водой и из-за высокой плотности воды;
формирование грубой формы шва из-за внешнего давления и моментального охлаждения свариваемых изделий;
сваривание характеризуется хорошей герметичностью и высоким режимом применяемого тока;
необходимость беспрерывного горения дуги с целью поддержания газового пузыря под водой;
для получаемых швов характерно глубокое проплавление из-за высокого давления со стороны воды на металл;
возникновение частых дефектов, при которых смещается шовный центр по причине мутности воды и наличия пены;
швы часто имеют небольшую ударную вязкость;
при проведении работ вертикальные швы должны делаться сверху вниз из-за сильного притяжения, действующего под водой (поэтому нужно знать, как правильно держать электрод при сварке).

Используемые электроды

Применяются следующие электроды для сварки под водой:

«Обратите внимание!
Данные микроэлектроды хорошо подходят для проведения подводных сварочных работ и соответствуют всем нормам и правилам техники безопасности.»

В плане требований используемые микроэлектроды имеют общие характеристики с электродами, применяемыми на суше. Проволока, входящая в состав электродного стержня, должна быть изготовлена из малоуглеродистой стали.

Обмазка, благодаря которой создается облако из газа при работе сварочного аппарата, идентична той, что применяется на открытом воздухе. Но для нее характерно более плотное и толстое покрытие. Специальные микроэлектроды и электроды для подводной резки имеют в своем составе следующие элементы:

парафин;
лак целлулоидный;
смолы.

Данные элементы образуют на обмазке дополнительный слой защиты, благодаря которому она не раскиснет под действием влаги.

Для подводного сваривания применяются микроэлектроды диаметром от 4 до 6 мм. Напряжение сети при работе с такими электродами колеблется от 220 до 340 В.

Популярные марки и советы по их выбору

Помимо указанных трех марок микроэлектродов (ЦМ-7С, АНО-1, ОЗС-3), предназначенных для подводной сварки, могут применяться электроды для подводной сварки broco. Указанная модель рекомендована в качестве выбора благодаря ряду свойств:

применение для сварки и резки металлов под водой;
предназначены для работы как с углеродистой, так и нержавеющей сталью;
выпускаются в широком диапазоне диаметров в 4 мм, 6,4 мм и 9,5 мм;
хорошая проводимость тока из-за наличия в составе меди;
качественное изоляционное покрытие;
высокая температура горения (более 5000 0 С);
работа микроэлектрода без электрической дуги;
способность к плавлению бетона и камня.

Рекомендуется для использования российский вариант электродов марки МГМ-50К. Преимущество марки в том, что ею можно проводить сварку как в местах с повышенной влажностью воздуха, так и под водой. Микроэлектроды МГМ-50К не требуют предварительной очистки поверхностей от ржавчины и грязи.

В число популярных и рекомендованных марок входят электроды для подводной сварки ЭПС-52. Главное их преимущество состоит в отсутствии дыма при сваривании поверхностей, наличии слоя гидроизоляции и возможности сварки как постоянным, так и переменным током. Электроды данной марки имеют рудно-кислое покрытие.

Заключение

При выборе микроэлектродов для подводного сваривания необходимо руководствоваться их диаметром, наличием в составе гидроизоляционных элементов, возможностью осуществления ими подводной резки металлов, высокой проводимостью тока и температурой горения, а также возможностью их работы с различными видами металлов. Классификация электродов поможет разобраться сделать правильный выбор при планировании сварочных работ.

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:

парафин;
целлулоидный лак;
смолы.

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.

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.

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.

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:

Ручная – производится электродами, что позволяет сварщику самостоятельно передвигаться и выбирать удобное место для работы. Главное преимущество такого способа – возможность контроля скорости сваривания и обеспечение удобного доступа к шву. Этот способ считается самым дешевым и быстрым. Однако применяется он для быстрой сварки отдельных стыков труб, и конструкций.
Полуавтоматическая – производится сварочной проволокой, направление которой регулируется сварщиком вручную. Преимуществами данного типа сварки являются длительность и непрерывность процесса, а также меньшее количество выделяемых взвесей.

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:

Сварные швы имеют более глубокое проплавление, чем на суше, так как давление от воды снаружи воздушного пузыря передается металлу.
Внешняя поверхность шва получается грубой формы вследствие быстрого охлаждения металла.
Для подводных соединений требуется рассчитывать большой запас прочности, поскольку сварной шов может получиться неоднородным и подверженным излому.
Вода и испарения газов затрудняют наблюдение и могут привести к отклонению шва от центра стыка, поэтому сварщик вынужден направлять электрод второй рукой.
Из-за быстрой кристаллизации структуры сплавляемого металла шов получается слабым на излом и с низкой ударной вязкостью.
В случае наличия коррозии на свариваемом металле затруднено получение дуги.
Вертикальный шов выполняется сверху вниз, чтобы газовый пузырь производился непрерывно.

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.

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.

Читайте также: