СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ

СВАРКА ПОД ВОДОЙ

С конца прошлого столетия известна возможность получения устойчивого дугового разряда в жидкой среде: воде, масле и т. д. В этом случае дуга горит в газовом пузыре, образуемом и непре­рывно возобновляемом за счёт испарения и разложения окружаю­щей жидкости тепловым действием дугового разряда.

Дуговая электросварка под водой впервые в мире осуществлена и изучена в Советском Союзе автором настоящей книги в 1932 г. Первоначальные опыты велись в небольшом бачке с проточной во­дой, куда сварщик погружал руки в длинных резиновых перчатках. Опыты показали, что можно получить устойчивое горение под во­дой металлической сварочной дуги, питаемой током от нормаль­ного сварочного агрегата при соблюдении некоторых условий. Са­мое важное из этих условий состоит в том, что на электродный •стержень должен быть нанесён достаточно толстый совершенно водонепроницаемый слой обмазки, который не должен отсыревать даже при продолжительном пребывании электрода в воде. Водо­непроницаемость слоя обмазки достигается после тщательной про­сушки пропиткой его различными лаками и т. п. составами. Хоро­шие результаты, например, даёт раствор 80 г целлулоида на 1 л ацетона. Обмазка, охлаждаемая снаружи водой, плавится несколь­ко медленнее электродного стержня.

Выступающий конец слоя обмазки образует на конце электрода небольшую чашечку, так называемый козырёк, имеющий сущест­венное значение для подводной металлической дуги. Козырёк за­щищает конец электродного стержня от попадания воды и повы­шает устойчивость газового пузыря вокруг дуги. Опыт показал, что при электродах с обмазкой надлежащего состава, правильно изго­товленной и обработанной водонепроницаемым составом, дуга го­рит под водой вполне устойчиво при питании её сварочным током от нормальных сварочных агрегатов. Удовлетворительную устойчи­вость имеет также и дуга переменного тока, питаемая от нормаль­ного сварочного трансформатора, однако для подводной сварки предпочтительнее дуга постоянного тока. Наиболее важным резуль­татом лабораторных исследований 1932 г. было установление интен­сивного расплавления основного металла; дуга под водой пла­вит металл почти так же интенсивно, как и на воздухе. Это - может быть объяснено способностью дуги автоматически реагировать на воздействия внешней среды. Если усилить охлаждение какой-либо

части дугового разряда, то автоматически происходит возрастание напряжённости электрического поля и падения напряжения в ней, ведущее к усилению тепловыделения, компенсирующему охлаждаю­щее действие внешней среды.

Интенсивное расплавление металла подводной дугой даёт воз­можность успешно выполнять сварку металла под водой. Возможно - выполнить все основные формы сварных соединений, применяемые на воздухе, как в нижнем, так в вертикальном и потолочном поло­жениях. Металл, наплавленный под водой и на воздухе, имеет близкие механические свойства и состав. Зона влияния сужена; структура имеет признаки усиленного охлаждения окружающей водной средой.

Сварку можно успешно вести как в пресной, так и солёной мор­ской воде. В том же 1932 г. новый способ нашёл практическое при­менение на морях и реках Советского Союза и был проверен в производственных условиях. Метод нашёл некоторое практическое применение, и до начала второй мировой войны было выполнено несколько серьёзных работ, связанных главным образом с ремон­том и подъёмом морских судов. Начавшаяся война с массовыми

повреждениями и разрушениями судов и различных соору­жений предъявила большой спрос к спо­собу подводной свар­ки. В начале 1942 г. в Москве была созда­на под руководством автора специальная мощная лаборатория подводной сварки п резки, в которой опыты проводились в условиях, близких к производственным, в учебной камере водо­лазами - сварщиками. В короткое время бы­ла детально разрабо-

тана и изучена технология подводной сварки и резки, подготовлены кадры. Процессы подводной сварки и резки во время войны получили широкое применение и прочно вошли в практику.

В отношении подводной сварки можно отметить следующие основ­ные выводы. Сварочный ток для подводной сварки следует увели­чить на 10—20% против таких же работ на воздухе. Напря­жение подводной дуги на 5—7 в выше напряжения дуги на воздухе.

Общий вид дуги, горящей под водой, показан на фиг. 84. Избы­ток газов, создаваемых дугой, поднимается на поверхность воды
отдельными пузырьками. Газ, выделяемый подводной дугой, состоит преимущественно из водорода и продуктов разложения электрод­ной обмазки. Водород образуется за счёт отнятия кислорода паров воды нагретым металлом. Одновременно дуга образует значитель­ное количество мути тёмнобурого цвета, создающей облачко над дутой. Муть представляет собой, главным образом, коллоидальный раствор окислов железа, распыляемых дугой в форме мельчайших частиц.

Потери металла на угар и разбрызгивание довольно значитель­ны, коэффициент наплавки около 6—7 г/а-час. Сварку можно вести на всех глубинах, на которых может работать водолаз в нормаль­ном снаряжении; известны случаи выполнения работ на глубинах до 100 м. Прочность сварных соединений, выполняемых под водой, обычно несколько понижена, что объясняется главным образом тя­жёлыми условиями работы подводного электросварщика-водолаза. Под водой часто недостаточна, а иногда и почти полностью отсут­ствует видимость, недостаточна устойчивость работающего, движе­ния связаны водолазным снаряжением и т. д.

Подводная электросварка в настоящее время находит значи­тельное практическое применение, на её основе развился, напри­мер, подводный судоремонт. При подводном судоремонте подводная часть судна ремонтируется без постановки его в док, на плаву.

Выполнение ремонта подводной части на плаву в несколько раз

сокращает срок выполнения и стоимость ремонта. Под водой впол­не устойчиво горит угольная дуга и интенсивно плавит металл, соз­давая возможность производить его сварку.

Подводная сварка угольной дугой пока не нашла заметного

практического применения.