Сварка в воде: Сварка под водой: особенности, технологии, оборудование

Сварка под водой: особенности, технологии, оборудование

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:

1. 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.
2. 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.

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.

особенности, плюсы и минусы, цена

В современном мире поиск технологий, не несущих вред экологии окружающей среды, стал модной особенностью этого времени. Не обошла эта тенденция и сварочные работы. Несмотря на то, что сварка применяется уже более ста лет, основным рабочим газом остается ацетилен, но в последнее время все более популярной становится водородная сварка. Что это за метод? Есть ли отличия от обычной дуговой? Об этом, а также об особенностях этого типа сварки и об используемом оборудовании расскажем подробнее.

Особенности

Водородное пламя — прекрасная альтернатива сварке ацетиленом. При этом данная технология практически безвредна, так как во время горения дуги задействован только водород, а именно водяной пар. Но при всей безопасности, шов в результате может получиться тонким и пористым, а в сварочной зоне образоваться много шлака. Во избежание тонких и слабых швов в процессе сварочных работ к водороду добавляют другие газы. Основные 5 наименований:

1. Толуол.
2. Бензин.
3. Бензол.
4. Гексан
5. Гептан.

Эти кислородные соединения облегчают процесс сварки. Их добавляют по чуть-чуть, поэтому стоимость работ весьма низкая, по сравнению с другими видами сварки.

Водородное пламя при горении абсолютно не видно, особенно при дневном освещении. Для его контроля применяются специальные датчики.

Использование баллонов с газом, в данном случае водородом, невозможно, так как высок риск утечки. Высокая концентрация водорода в помещении может вызвать приступ удушья и головокружение, а также спровоцировать взрыв.

По причине невозможного использования сжиженного газа в баллонах, его стали извлекать из воды. Для этого потребовались специальные аппараты, заполненные водой. При прохождении электрического тока через воду, она распадается на кислород и водород, количество последнего вполне хватает для сварочных работ.

Для выработки водорода посредством электролиза стали производить специальные сварочные аппараты — электролизеры, в которых дистиллят вырабатывает оптимальное количество как кислорода, так и водорода. Изначально электролизеры были довольно громоздкими, но впоследствии стали более компактными и мобильными, что совсем не повлияло на качество сварных соединений.

Преимущества и недостатки

Сварка в водородной среде пока не так известная как аргонодуговая, или же ручная. Однако, у этого метода имеется ряд положительных моментов, о которых необходимо знать:

• максимальное время входа в рабочий режим всего 5 минут;
• сварочный аппарат не требует частой перезарядки, а это экономия времени;
• компактность оборудования не влияет на мощность;
• обеспечение высоких рабочих температур позволяет работать с тугоплавкими металлами, стеклом и даже керамикой;
• готовые соединения не подвергаются окислению;
• работа аппарата от обычной бытовой сети;
• оборудование на основе воды абсолютно пожаробезопасно;
• для работы без сбоев достаточно наличие воды (по возможности, дистиллированной) и источника электрического тока;
• возможность сварки мелких довольно мелких деталей.

К достоинствам водородной сварки можно отнести то, что высокая рабочая температура горелки позволяет не только сваривать металл аккуратными и прочными швами, но и осуществлять его резку.

Перечисленные положительные свойства сварки водородом позволяют осуществлять работы при плохой вентиляции, в закрытых помещениях, туннелях, шахтах, подвалах, а также в замкнутых пространствах.

При многообразии положительных моментов, недостатком данного метода можно считать только зависимость сварочного аппарата от электрической сети.

О процессе

Для осуществления сварочных работ в водородной среде необходимо использовать качественное оборудование. Сварочный аппарат — электролизер играет далеко не последнюю роль в получении аккуратного соединения. Его основными составляющими являются:

• горелка для подачи газа к заготовкам;
• шланг для соединения элементов;
• охладитель — обогатитель, в котором скапливается лишняя влага;
• регулятор мощности тока;
• регулятор уровня пламени (гаситель).

Процесс сварки водородом проходит намного быстрее, чем у других типов. Началом служит распад дистиллята на составляющие. После этого водород из одноатомного становится двухатомным, высвобождая энергию, ускоряющую процесс соединения. Благодаря такому водороду сварные швы получаются не только аккуратными, но и герметичными.

Водородная сварка подходит практически для соединения любых металлов, даже для вольфрама. При работе с изделиями из нержавеющей стали водород растворяется в расплавленном никеле, а при взаимодействии с медью швы получаются рыхлыми и слабыми, но не окисляются.

При работе со сваркой водородом обязательным условием является направление струи пламени в противоположную от электролизера сторону, так как рабочая температура в водородной среде варьируется от 250°С до 3000°С. По этой же причине не стоит пренебрегать защитной амуницией и использовать при работе специальную одежду, обувь и очки для сварочных работ.

Аппарат своими руками

Приобрести сварочный электролизер можно в любой точке мира без особых усилий, но такая покупка нанесет сильный удар по бюджету.

Так как цена на водородные резаки довольно высока, намного экономичнее сделать своими руками. Для самостоятельного создания электролизера потребуется:

• Основная емкость. В домашних условиях для этого подойдет обычная стеклянная банка с полиэтиленовой крышкой. Минимальный объем банки пол литра. В крышке необходимо прорезать отверстия для выводов проводов, электродных контактов и газоотводной трубки. Отверстия герметизируют хорошим клеем или герметиком. Банка заполняется электролитом.
• Электроды. В качестве электродов могут выступать полоски из нержавейки.
• Гидродозатор. Это второй сосуд в схеме, в котором газы насыщаются парами горючих веществ.
• Емкость с водой. Это третий сосуд, в который отправляются насыщенные газы, он осуществляет функцию блокировки выхода газов.
• Игла от шприца. Она будет обеспечивать выход газов.
• Трансформатор. Для него подойдет аналогичный прибор из телевизора старого образца. Надо только снять вторичную обмотку и самостоятельно намотать новую медную.
• Горелка. Для этой функции прекрасно подходит игла от капельницы, так как она толще, чем игла от обычного шприца.

После закрепления всех элементов и соединения их между собой необходимо проверить герметичность всех выходов. От качества сборки зависит длительность службы аппарата.

Сварочные работы с применением водорода набирают популярность. Этот способ сваривания металлов (и не только) является самым экологически безопасным по сравнению с другими. Наиболее востребован такой метод среди непрофессионалов и в домашних условиях.

Соблюдение техники безопасности и правил индивидуальной защиты предотвратит возникновение пожароопасных и чрезвычайных ситуаций. Не стоит работать водородом вблизи от легковоспламеняющихся веществ.

Доступность схем и материалов для создания сварочного электролизера своими руками позволит изготовить его достаточно быстро и без особых затрат. Кроме того собственноручно сделанный резак лучше подходит для сварки мелких деталей.

получение водорода в ходе электролизного процесса и технология сваривания

В условиях ужесточения экологических требований к промышленным процессам проводятся работы по поиску безвредных видов топлива. Не остались без внимания и сварочные работы с использованием в качестве основных источников энергии горючих газов – пропана, ацетилена и других. В результате исследований оказалось возможным заменить их водородом, или, вернее смесью из водорода и кислорода.

Получение водорода

Водород можно получить при помощи электролиза воды, точнее, щелочного раствора гидроксида натрия (каустической соды, едкого натра, это все названия одного и того же вещества). Гидроксид добавляют в воду для ускорения реакции.

Для получения водорода достаточно опустить в раствор два электрода и подать на них постоянный ток. В ходе электролизного процесса на положительном электроде будет выделяться кислород, на отрицательном – водород. Объем выделяемого водорода будет в два раза больше, чем объем выделяемого кислорода.

В химическом выражении реакция выглядит следующим образом:

2H₂O=2H₂+O₂

Остается технически разделить эти два газа и воспрепятствовать их смешиванию, поскольку в результате образуется смесь, обладающая огромной потенциальной энергией. Оставлять процесс без контроля крайне опасно.

Для сварки водород получают при помощи специальных аппаратов – электролизеров. Для их питания необходимо электричество напряжением от 230 В. Электролизеры, в зависимости от конструкции, могут работать на трехфазном токе и на однофазном.

Преимущества и недостатки

В результате сгорания водорода не образуется никаких вредных веществ, в отличие от случаев, когда для сварки используется ацетилен. Происходит это потому, что при сгорании водорода в среде кислорода, образуется вода, точнее водяной пар, который не содержит никаких вредных примесей.

Температура пламени водородно-кислородной смеси может регулироваться в пределах 600-2600  °C, что позволяет сваривать и резать даже самые тугоплавкие материалы.

Для получения водорода в качестве сырья используется только вода и электроэнергия, что делает стоимость работ низкой по сравнению с другими видами сварки.

Все вышеперечисленные свойства позволяют использовать водородную сварку в замкнутых пространствах, помещениях с плохой вентиляцией, в колодцах, тоннелях, подвалах домов.

Стоит отметить и такое преимущество водородной сварки, как возможность смены сопла горелки. Водород поддерживает пламя практически любой конфигурации и размера.

Использовать тонкую струю газа, дающую пламя не толще швейной иглы, можно даже при работе с ювелирными изделиями из драгоценных металлов. Для тонкого пламени не требуется наличие дополнительного кислорода, достаточно растворенного в воздухе.

Генератор водорода бытового назначения

Недостатком водородной сварки можно считать зависимость ее от наличия источника электроэнергии, необходимой для получения водорода. Использование баллонов с водородом не допускается по причине опасности их транспортировки и эксплуатации.

Атомно-водородный способ

Одной из разновидностей сварки, в которой задействован водород, является атомно-водородная сварка. Процесс ее основан на явлении диссоциации (распада) молекулярного водорода на атомы.

Для распада, молекула водорода должна получить значительное количество тепловой энергии. Атомное состояние водорода настолько неустойчиво, что длится лишь доли секунды. А далее происходит восстановление водорода из атомного в молекулярный.

При восстановлении выделяется большое количество теплоты, которую и используют при атомно-водородной сварке для разогрева и плавления свариваемых деталей из металла.

На практике весь процесс реализуется при помощи электросварки с двумя неплавящимися электродами. Для получения необходимого тока, возбуждающего дугу, может использоваться обычный сварочный аппарат. А вот держатель или горелка имеют необычную конструкцию.

Электроды и горелка

Электроды с горелкой, в которую подается водород, расположены под углом друг к другу. Дуга возбуждается между этими двумя электродами. Водород, или азотно-водородная смесь, подаваемые в зону дуги, под воздействием высокой температуры переходят в состояние атомарного водорода.

Далее при возвращении в молекулярную форму, водород отдает тепло, создающее температуру, которая в сумме с температурой дуги может достигать 3600 °C.

Поскольку диссоциации происходит с поглощением тепла (водород оказывает охлаждающее влияние), то напряжение для разжигания дуги должно быть достаточно высоким – около 250-300 В. в дальнейшем напряжение можно понизить до 60-120 В, и дуга при этом может отлично гореть.

Интенсивность горения будет зависеть от расстояния между электродами и количества водорода, подаваемого в зону сварки.

Горение дуги

Разжигание дуги производится кратковременным замыканием электродов между собой или на графитовой пластинке при обдувании электродов газом. После разжигания дуги, расстояние до свариваемых деталей поддерживается в пределах 5-10 мм.

Если дуга не касается свариваемого металла, она горит равномерно и устойчиво. Ее называют спокойной. При малых расстояниях, до детали, когда пламя дуги почти касается детали, образуется сильный резкий звук. Такая дуга называется звенящей.

Технология сварки сходна с технологией обычной газовой.

Сварка с применением атомно-водородного метода была придумана и исследована в 1925 году американским ученым Лангмюром. В процессе исследований вместо дуги использовалась теплота от горения вольфрамовой нити, через которую пропускался водород.

В бытовых условиях

Для использования водородной сварки в быту необязательно покупать аппараты для получения водорода. Они, как правило, обладают большой производительностью и мощностью. К тому же, такие генераторы громоздкие и дорогие.

В бытовых условиях часто требуются небольшие объемы сварочных работ, поэтому оборудование для водородной сварки целесообразно изготовить самостоятельно.

Питание и рабочая жидкость

Питание можно подавать от автомобильного зарядного устройства или от самодельного выпрямителя, который можно изготовить, имея подходящий трансформатор и несколько полупроводниковых диодов.

В качестве рабочей жидкости должен использоваться раствор гидроокиси натрия. Он будет являться лучшим электролитом, чем простая вода. По мере уменьшения уровня раствора, необходимо просто добавлять воду. Количество гидроксида натрия будет всегда постоянно.

Корпус и трубки

В качестве корпуса для генератора водорода можно использовать обычную литровую банку с полиэтиленовой крышкой. В крышке необходимо просверлить отверстия под диаметр стеклянных трубок.

Трубки будут использоваться для отвода образующихся газов. Длина трубок должна быть достаточной для того, чтобы нижние концы были погружены в раствор.

Внутри трубок должны быть размещены электроды, по которым подается постоянный ток. Места прохода трубок через крышку необходимо загерметизировать любым силиконовым герметиком.

Отвод водорода

Из трубки, в которой находится отрицательный электрод, будет выделяться водород. Необходимо предусмотреть возможность отвода его при помощи шланга. Отводить водород необходимо через гидрозатвор.

Он представляет собой еще одну полулитровую банку с водой, в крышку которой вмонтированы две трубки. Одну из них, по которой подается водород от генератора, погружают в воду. Вторая выводит прошедший через воду водород из затвора и через шланги или эластичные трубки подает к горелке.

Водяной затвор необходим для того, чтобы пламя от горелки не прошло в генератор при падении давления водорода.

Горелка

Горелку можно сделать из иглы от медицинского шприца. Толщина ее должна быть 0,6-0,8 мм. Для держателя иглы можно приспособить подходящие пластиковые трубки, части корпусов шариковых ручек, автоматических карандашей. Необходимо предусмотреть и подвод к горелке кислорода от генератора.

Интенсивность образования водорода и кислорода в генераторе будет зависеть от величины подаваемого напряжения. Поэкспериментировав с этими параметрами, можно достичь температуры пламени горелки 2000-2500 °C.

Изготовленный своими руками аппарат, выполняющий водородную сварку, возможно с успехом применять для резки или для соединения сваркой либо пайкой различных мелких деталей из черного и цветного металла. Это может понадобиться при ремонте различных предметов домашнего обихода, деталей автомобилей, различных металлических инструментов.

Как сварить бак для воды из нержавейки, алюминия или черного металла

Для многих жителей многоэтажек не известны проблемы владельцев частных домов. К примеру, сварка бака для наполнения водой может вызвать у городских жителей лишь ироническую усмешку. А между тем вопрос не праздный. Актуальность проблемы заключается в вопросе, по какому пути пойти – заказать готовое изделие или сварить самостоятельно ёмкость для воды.

Два варианта решения вопроса

Для изготовления емкости для сбора воды, можно обратиться за помощью к специалистам. Они сварят бочку или бак по вашим чертежам и размерам или предложат свой вариант конструкции. Но за качественную продукцию нужно будет выложить круглую сумму.

Поэтому многие жители частного сектора выбирают второй вариант: самостоятельно изготовить емкости, получая при этом экономию собственных средств и моральное удовлетворение от процесса сварки.

Варианты применения

Накопительные ёмкости актуальны в местах, где существуют перебои с водоснабжением. В помещениях баки для воды устанавливаются чаще всего в горизонтальном положении.

Резервуары служат для хранения дождевой воды и водопроводной. С их помощью можно организовать летний душ или держать их в целях пожарной безопасности, чтобы можно было погасить огонь.

В них можно накапливать воду для полива растений, сада и огорода. Часто баки круглой формы монтируются в бане для накопления воды. Различают множество конструкций, которые могут быть круглой, прямоугольной или иной формы.

Важно понимать, для чего нужен бак. Если он используется неактивно, то вода, которая находится в нём, способствует размножению водорослей и микроорганизмов. Тем более, если ёмкость постоянно находится на открытой местности под солнечными лучами.

Следовательно, выбор объём бака – это одна из главных задач, перед началом его изготовления. Баки из черного металла надо обязательно грунтовать и красить, чтобы он не ржавели.

Этапы сварки

На первоначальном этапе сварки под углы листа, которое будет служить дном, нужно подложить доски. Важно, чтобы толщина подложки была одинаковой. Это даст ровную плоскость по всей длине и в углах конструкции.

В процессе сварки необходимо постоянно проверять, не выходят ли стороны за пределы основания. Можно сразу прихватить все стороны между собой, затем сваривать с основанием.

Листы должны плотно прилегать друг к другу. Следующий этап – это окончательная сварка швов. Сварку можно выполнять внутри бака или снаружи.

Непроваров быть недолжно. На самостоятельную сварку уходит около 7-8 рабочих часов.

Рекомендуется делать конструкцию жёсткой. Для этого используют угольники внутри бака и с наружной стороны. Для слива воды в нижней части вваривается труба с контрольным краном.

Обязательно надо отбросить лень и проверить конструкцию на герметичность. После выполнения работ следует приготовить меловой раствор и нанести его на швы с внутренней стороны.

Когда он высохнет, тряпочкой, смоченной в керосине, пройтись по швам бака с наружной стороны. Цель: выявление «непроваров» забитых шлаком. Для контроля нужно всего несколько минут.

Если жидкость не проявляется, то всё нормально. Если появились пятна, то проблемный участок следует проварить ещё раз. Проверку и повторную сварку лучше выполнить сразу перед покраской.

Монтаж можно выполнить на предварительно заложенные кирпичи, но лучше использовать подставку. Далее наполнить бак водой и несколько дней понаблюдать: не проявилась жидкость на стенках конструкции.

Из нержавейки и алюминия

В процессе самостоятельного изготовления бака из нержавейки рекомендуется использовать металл 1,1-2 мм. Для предотвращения вздутия наполненной конструкции надо устанавливать расширительные бачки для защиты от излишнего давления.

Можно использовать в качестве рабочего материала пищевую или техническую сталь. Понятно, что пищевая нержавейка обойдётся дороже.

Распространёнными методами сварки считаются работа вольфрамовыми электродами в аргоне или порытыми электродами. Возможен вариант аргоновой сварки полуавтоматом с использованием нержавеющей проволоки.

Алюминиевые баки можно сварить самостоятельно, однако процесс связан с выполнением ряда технических условий, которые подвластны только специалистам:

• необходимо рассчитать габариты ёмкости для воды;
• правильно подобрать марку нержавеющего материала;
• вычислить толщину стенки, чтобы избежать вздутия конструкции;
• при использовании люка или крыши определиться с её типом;
• определиться с наличием перегородок, каркаса и окантовки;
• владеть навыками сварки.

Многое в этом процессе зависит от используемых сварочных аппаратов и мастерства сварщика. При неправильной сварке возможно проявление микроскопических трещин, через которые со временем будет просачиваться жидкость.

Обычно из нержавеющей стали изготавливают баки для хранения воды. Ёмкости для бани из нержавейки лучше заказывать на постоянно действующем производстве. Окрашивать их не надо, так ка при нагреве краска будет испаряться, загрязняя воздух и воду.

Советы специалистов

Если вы всё же решились самостоятельно выполнить задуманное, следует учесть, что наиболее подходящими марками стали для хранения воды в этом случае будут 08Х17 (aisi 430) и 8-12Х18Н10 (304).

Что касается объёма нержавеющей конструкции, в бане, рассчитанной на 2-3 человек, целесообразнее устанавливать бак для воды от 50 до 80 литров. По формуле 25-30 литров воды на одного посетителя.

Производственники обычно предлагают для баков листы толщиной 1 мм. При самостоятельной сварке рекомендуется использовать листы толщиной 1,2-1,8 мм. Варианты конструкций могут быть разными по размерам и форме.

Сварка баков для воды из алюминия – процесс сложный, требующий от мастера практических навыков работы с этим металлом, пониманию чертежей и двух рук, которые дружат с инструментом.

Изготовление баков для душа, бани и других нужд можно выполнить своими силами, хотя одного желания мало. Если что-то не получается, то можно проконсультироваться у человека, владеющего навыками сварки.

Самостоятельное изготовление позволяет получить максимально практичную конструкцию, неоценимый опыт и сэкономить средства.

что такое и технология применения

Альтернативой газовым горелкам, работающим на ацетилене, стала водородная сварка. Она применяется для соединения различных материалов, не только металлов. Компактные установки используются в стоматологии, ювелирном деле, мастерских по ремонту автотехники. При желании можно сделать установку, генерирующую газовую смесь, своими руками. Водородная сварка используется в быту и на производстве.

Сущность водородной сварки

Сварка водородом основана на способности Н₂ сгорать с большим выделением тепла. Для пламени необходима газовая смесь с большим содержанием водорода. Кислород связывается воспламеняющимися органическими жидкостями, их требуется немного. Водородное пламя не видно в дневное время суток, в аппаратах используют специальные датчики, контролирующие подачу газа.

Для генерации водородной смеси используют электролизеры. Вода распадается на составные молекулы под действием электрического тока. Получается горючая газовая смесь с необходимым соотношением водорода и кислорода.

Среди промышленного оборудования внимания заслуживают отечественные сварочные аппараты серии «Лига». Они работают от стандартной сети 220 В, заправляются дистиллированной водой, она используется в качестве среды для электролиза. Под воздействием тока молекулы распадаются на кислород и водород. Смесь газов поступает в охладитель-обогатитель, где конденсируется избыточная влага. С газовой смеси добавляют горючие жидкости:

• бензол;
• спирт;
• бензин;
• толуол;
• другие углеводородные композиции.

Как и при других огневых работах, при сварке электролизером нужно соблюдать технику безопасности.

Преимущества и недостатки

Водородная технология в сравнении с другими видами термического соединения металлов выигрывает по многим позициям:

• эффективности;
• безопасности;
• экологичности.

Компактные аппараты удобны для соединения многих материалов:

• углеродистых, низколегированных и сталей;
• стекла;
• литейного чугуна;
• некоторых цветных сплавов;
• стекла;
• керамики;
• композитных материалов.

Сварочный процесс не связан с частой зарядкой оборудования, экономится много времени. На генерацию газа уходит не более 5 минут. При небольших габаритах у аппаратов большая рабочая мощность. В отличие от ацетиленовой сварки водородная не загрязняет атмосферу продуктами горения, парами азота. Оборудование отличается пожаробезопасностью, у конструкции риски возгорания, взрывов минимальные. В процессе работы швы не окисляются.

Несколько слов о недостатках водородных аппаратов:

• область применения ограничена размерами сопла, маленькой горелкой сваривают только тонкостенные детали;
• при работе с некоторыми цветными металлами не избежать пористости, прочность соединения снижается;
• пламя сложно регулировать «на глазок», факел невидим невооруженным глазом.

Применение водородного сварочного аппарата

Используя аппараты атомно-водородной сварки, производят:

• пайку металла;
• сварку стальных заготовок любого размера;
• порошковое защитное напыление;
• кислородную резку проката;
• наплавку деталей.

Водородная сварка применяется не только при строительных работах, благодаря компактности, аппараты используют:

• мастера по ремонту холодильного оборудования, радиаторов;
• стоматологи;
• ювелиры;
• радиолюбители;
• мастерские, занимающиеся кузовным ремонтом автотехники.

Диапазон использования аппаратов обширен. Используя возможности атомно-водородной сварки, ремонтируют чугунные изделия (металл характеризуется высокой текучестью). Единственное ограничение использования электролизеров – высокая экзотермия. Это фактор повышено риска, при сварке водородом используют охлаждающие системы.

Как сделать водородную сварку своими руками

Небольшой аппарат для водородной сварки своими руками сделать несложно. Чертеж можно найти на сайтах, все необходимое – в хозяйственном магазине.

Конструктивные элементы:

1. Емкость для раствора щелочи, водород высвобождается при диссоциации. Используют стеклянную тару – банку объемом 0,5 л. В капроновой крышке делают два отверстия для проводов, идущих к электродам. Для герметизации конструкции используют клей «Момент», необходимо ограничить доступ кислорода к жидкости.
2. Электроды делают из полосок нержавеющего проката, рекомендуемая высота – 4 см. Пластинки скрепляют диэлектрическими шпильками на большом удалении друг от друга, чтобы использовать весь объем жидкости. Клеммы фиксируют болтами так, чтобы по краям были минусы, в центре – плюс. К ним будет подводиться ток.
3. Отводной штуцер для выхода газа делается из гибкой трубки, через нее с помощью шприца закачивается 10% раствор NaOH. Щелочь разводят в дистиллированной воде. В рабочем состоянии самодельный электролизер нагревается до +80°С.
4. Гидрозатвором служит другая емкость, заполненная водой на 1/3 объема. В нее помещают конец отводного штуцера.
5. Рабочее сопло, из которого выходит горючая смесь газов, должно быть металлическим. Умельцы используют медицинские иглы.
6. Источник постоянного тока – аккумулятор напряжением до 12 В или выпрямитель. Выработка газов зависит от силы тока. Меняя показатели, регулируют мощность пламени. Для сварки тонкостенных заготовок достаточно напряжения 3 вольта.

Электролиз начинается при замыкании электроцепи, через 2–3 минуты струя, выходящая из сопла, загорается. Можно приступать к работе.

Техника безопасности при сварке водородом

Промышленные аппараты для водородной и атомно-водородной сварки оснащают системой автоматического отключения. При повышенном давлении газовой смеси подача тока прекращается автоматически, без участия сварщика. Как и при других огневых работах, при сварке электролизером нужно соблюдать технику безопасности.

Основные правила:

1. Газовая горелка располагается на удалении от воспламеняющихся и огнеопасных веществ. Во время работы сопло держат в противоположной стороне от источника питания. Пользуются ограждающими экранами.
2. Закрытое помещение необходимо периодически проветривать.
3. Пламя негативно влияет на сетчатку и глазное яблоко. При водородной сварке рекомендуется пользоваться затемненными очками.
4. На газовые баллоны при перевозке надевают защитный колпак, устанавливают металлические резервуары в решетчатые подставки, чтобы во время движения транспорта баллоны не соприкасались друг с другом и не падали.
5. На сварочном участке не хранят кислород, в минуты отдыха выключают сварочное оборудование.

При соблюдении правил эксплуатации работать безопасно. Качественные соединения получают без вреда для себя и окружающей природы.

Электроды для сварки под водой

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.

Содержание статьи:

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.

Все о подводной сварке — Сварочные инструменты

Если вы спросите людей, какие рабочие места являются наиболее опасными? Вы услышите, как многие упоминают подводную сварку в своем списке. Тем не менее, эта работа также пользуется большим спросом и, следовательно, обеспечивает высокую отдачу.

Подводная сварка — это особый вид сварки, который в основном используется для обслуживания и ремонта мостов, плотин, больших кораблей, нефтяных вышек, а иногда даже ядерных энергетических установок.

Основной процесс этой работы почти такой же, как и сухая сварка.Но что делает эту работу более специализированной и рискованной? Продолжайте читать, чтобы узнать больше.

Что такое подводная сварка?

Подводная сварка применяется с 1930-х годов. В основном это сварка под водой, выполняемая профессионально обученными дайверами. Такую сварку можно производить двумя способами — непосредственно под водой или с использованием отдельной сухой камеры.

Хотя эта работа звучит почти так же, как сухая сварка, она гораздо опаснее.Даже на суше методы сварки довольно рискованны. Выполнение тех же процедур под водой только увеличивает этот риск.

Вот почему, чтобы стать подводным сварщиком, необходимо выполнить множество требований, чтобы обеспечить безопасность для всех заинтересованных сторон.

Каковы процессы?

Подводная сварка в основном может выполняться двумя способами — мокрым или сухим. Каждый из этих процессов описан ниже:

1. Мокрая сварка

При мокрой сварке дайвер выполняет работу прямо под водой.Здесь не используется отдельная камера, поэтому дайверы могут перемещаться по зоне сварки и работать довольно легко, чем если бы их движения были ограничены внутренними частями камеры. Однако не вся влажная сварка дает преимущества.

При мокрой сварке дайвер должен убедиться, что все материалы водонепроницаемы и безопасны для использования в воде. Одним из наиболее часто используемых методов мокрой сварки является сварка штучной сваркой или дуговая сварка металлическим электродом в защитном корпусе.

В этой технике электрическая дуга используется между электродом, который дайвер использует для сварки металлов, и металлами, которые он хочет сварить.

Для правильного выполнения сварочных работ дайверу сначала необходимо осмотреть окрестности и убедиться, что поблизости нет угроз безопасности. Он также должен держаться подальше от любых населенных пунктов под водой. Затем следует приступить к сварке.

Мокрая сварка более опасна, чем сварка в сухой воде, в том смысле, что при использовании этой техники намного легче получить удар током. Поэтому необходимо принимать превентивные меры для обеспечения минимального риска.

Дайвер должен следить за тем, чтобы электроды, которые он будет использовать, были чистыми и должным образом изолированными.Ему также необходимо постоянно следить за уровнем электричества.

Во время сварки поражение электрическим током также предотвращается за счет толстого слоя газовых пузырьков, выходящих из электрода. Этот слой создает барьер между заготовкой и водой, создавая безопасное пространство.

Кроме того, обычно при мокрой сварке вместо переменного тока используется постоянный ток для обеспечения максимальной безопасности.

Мокрая сварка обычно используется только в экстренных ситуациях или как вариант, когда ничто другое не работает.Большинство сварщиков не предпочитают этот метод из-за высокого риска, связанного с работой под водой, и отсутствия видимости.

Также на качество работы может повлиять растрескивание металлов из-за слишком быстрого охлаждения при контакте с водой.

Преимущества мокрой сварки

• Недорого
• Строительство без проблем
• Сварщики могут легко получить доступ к этой зоне

2. Сварка в сухой воде

Источник изображения: www.weldpedia.com

Сварка в сухой воде — это распространенный вид подводной сварки, который предпочтительнее мокрой сварки. Обычно это делается в камере, находящейся под водой, чтобы сварщик оставался сухим и мог работать с большей точностью. Камера заполнена газами вместо воды, что создает сухую среду.

Существует два основных типа сварки в сухой воде — перемычка и гипербарическая.

В этой технике камера фиксируется и герметизируется вокруг зоны сварки.Вода сливается в основном с помощью клапанов.

Для выполнения этой процедуры сначала вокруг свариваемой конструкции размещается камера. Затем камеру герметично закрывают, и всю воду заменяют смесью газов (обычно гелия и кислорода)

Давление поддерживается на таком уровне, что сварщик или бригада сварщиков не чувствуют декомпрессионной болезни. Остальные члены команды контролируют вентиляторы, чтобы заполнить камеру чистым воздухом.

Сварщики обычно используют один из четырех способов сухой водной сварки.Эти методы — сварка давлением, сварка в естественных условиях, сварка в сухой камере и сварка в сухом состоянии. Каждый метод используется для камеры разного размера, что опять же зависит от конструкции, которую необходимо сваривать.

Хотя сварка в сухой воде сводит к минимуму риск сварки под водой и дает сварщикам возможность работать с большей точностью и аккуратностью, это не всегда возможно. Создание камеры, ее герметизация, замена воды на газ — все эти процедуры дорогостоящие и не всегда выполняются.В таких случаях остается только мокрая сварка.

Преимущества сварки в сухой воде

• Менее рискованный
• Работу можно сделать точнее

Опасности подводной сварки

Источник изображения: www.reddit.com

К настоящему времени вы, должно быть, поняли, что сварка под водой сопряжена с множеством опасностей. Эти следующие моменты дадут вам более подробное представление об опасностях, связанных с подводной сваркой.

Утопление

Даже после принятия всех возможных мер предосторожности иногда невозможно просто не утонуть. С этим сталкивались даже очень опытные дайверы. Поэтому необходимо принимать меры безопасности.

Утопление обычно происходит, когда под водой много препятствий или когда сварщик несет неисправное оборудование. Известны даже случаи, когда сварщики запутались в собственном оборудовании. Кроме того, из-за плохой видимости на большой глубине препятствия заранее не видны.

Перед тем, как нырнуть в воду, вы должны проверить все его снаряжение и убедиться, что его баллон для подачи воздуха полон. Даже после принятия всех мер предосторожности, если вы попадете в подобную ситуацию, подумайте о том, чтобы потерять часть менее важного оборудования, чтобы вы могли похудеть и взлететь вверх.

Гипотермия

Другая распространенная опасность, связанная с этой работой, — это переохлаждение. Когда сварщик попадает в воду с поверхности, происходит резкое изменение температуры.В результате его тело теряет много тепла.

Эта потеря тепла может вызвать множество проблем, даже отказ органов. Чем дольше сварщик находится в воде, тем выше потенциальные риски.

Чтобы предотвратить эту проблему, необходимо носить изолированный резиновый костюм, который предотвратит быструю потерю тепла от тела.

Взрыв

При работе под водой нельзя исключить опасность взрыва. Этот риск обычно является наибольшим в районах проведения сварочных работ на море, где на нефтяных вышках хранится огромное количество топлива.Риск выше на более глубокой воде.

Кроме того, поскольку в барокамерах используются сжатые газы, они также могут способствовать нестабильному поведению дуги (которая используется для сварки металлов), что приводит к взрыву,

Удар электрическим током

Сварка даже на полностью засушливых землях — это работа, которая чревата катастрофами, например поражением электрическим током. Таким образом, добавление воды к этой работе только увеличивает риск. Этот риск в основном связан с неисправным оборудованием.

Риск поражения электрическим током выше в пресной воде, чем в море, так как дуга там часто ведет себя нестабильно.

Декомпрессионная болезнь

Еще одна серьезная проблема под водой — это декомпрессионная болезнь. Эта проблема возникает при резком изменении давления на тело сварщика, обычно из-за слишком быстрого погружения в воду или подъема вверх. Чтобы предотвратить эту проблему, дайверу необходимо двигаться с постоянной скоростью.

Эта проблема может вызвать скопление пузырьков азота из воздушного резервуара в кровотоке сварщика, что приведет к таким проблемам, как потеря памяти или даже паралич.

Экологические риски

Подводная сварка может выполняться как в пресной воде, например в прудах, озерах, так и в соленой океанской воде. Оба типа среды имеют свои риски.

В пресной воде сварщикам приходится работать на небольших глубинах, где много токов. Ток заставляет дугу сварщика вести себя неравномерно, и поэтому сварщику требуется много энергии, чтобы удерживать ее на месте.

В соленой воде сварщикам приходится нести большой вес, чтобы свести к минимуму эффект плавучести.Этот увеличенный вес создает большую нагрузку на тело сварщика.

Кроме того, в обоих случаях видимость очень плохая. Под водой есть множество препятствий, которые нельзя увидеть, и запутавшиеся в них препятствия могут привести к потоплению сварщика.

Требования к подводной сварке

Подводная сварка основана на основах сварки в сухой воде. Но, как видите, во многих отношениях все гораздо сложнее. Поэтому требования, которые необходимо выполнить, прежде чем приступить к этой работе, также очень обширны.

Прежде всего, вам необходимо изучить основы сварки. Вы можете сделать это, записавшись в школу или учебную программу, предназначенную для этого. Курсы могут длиться от 20 дней до 6 месяцев.

После этого вам нужно изучить коммерческий дайвинг, который сильно отличается от обычного дайвинга. Когда этот шаг будет завершен, вам нужно будет пройти курс подводной сварки, который может занять около семи месяцев. Только после завершения всех этих процедур вы будете готовы к подводной сварке.

Заработная плата

Подводная сварка — это очень рискованно, но почему многие люди ищут эту работу? Помимо сложных условий и острых ощущений от них, большинство людей часто дает ответ — зарплата.

Поскольку это работа с высоким риском, она также предлагает высокие вознаграждения. Большинство подводных сварщиков получают зарплату в зависимости от таких факторов, как выполняемый ими проект, окружающая среда, в которой им придется нырять, глубина воды и имеющиеся препятствия и т. Д.

Сварщикам, работающим под водой под водой, не нужно работать в отдаленных местах. Они также работают в течение обычного периода времени в качестве рабочих на суше и поэтому получают зарплату от 50 000 до 80 000 долларов в год. С другой стороны, сварщики, работающие на море, вынуждены часто выезжать в командировки, подолгу не выходить из дома и иметь более продолжительные рабочие недели. Таким образом, они получают зарплату более 100 тысяч долларов.

Заключение

Несмотря на то, что эта работа сопряжена с повышенным риском, подводная сварка может предложить вам захватывающие рабочие условия и является одной из самых высокооплачиваемых сварочных работ.

Поэтому эта работа пользуется большим спросом у многих. Чего же ты ждешь? Поступи в сварочную школу, научись дайвингу и выполняй ту работу, которая никогда не даст тебе скучать.

Услуги по подводной сварке — Инспекция