Сварка под водой

Технология подводной сварки металлов появилась в 1887 году, однако дальше опытных аппаратов для подводной сварки дело не пошло. Да и необходимости в создании подобных установок в те времена не существовало. Лишь в тридцатых годах прошлого века появились первое промышленное оборудование, которое позволяло осуществлять высококачественную сварку под водой. С развитием промышленности, судостроения, нефти и газопроводов появилась острая необходимость в проведении сварочных работ в подводном состоянии.

Для подводной сварки использовались специальные электроды, которые позволяли осуществлять сварочные работы под пресной и соленой водой. Многочисленные исследования прочности соединенных под водой металлов показали высокую прочность соединения и отличное качество сварочных работ. Изначально сварочные работы под водой получили большое распространение в Советском Союзе, а вскоре стали активно использоваться и в других странах.

Существующая в середине прошлого века технология проведения сварочных работ под водой требовала высокого профессионального мастерства от исполнителей. Выполнялись эти работы при помощи водолазов профессионалов, которые проводили работу в тяжелом водолазном оборудовании. С течением времени технология постоянно модернизировалась. Уменьшались габариты сварочных аппаратов для подводной сварки. Использование специальных кабелей для сварки позволило существенно упростить оборудование для подводных работ.

Сам сварочный аппарат располагаться на поверхности, на судне или же на берегу, а силовые кабели шли под воду, где работу выполнял сварщик-водолаз. Использование современного оборудования для работы под водой позволило существенно повысить качество и прочность соединения металлических материалов. В прошлом веке использовались две принципиально различных технологии сварочных работ под водой. Так называемый мокрый метод не предполагал удаления воды с поверхности сварочного шва. В СССР использовались преимущественно «сухие» методы, для которых использовались специальные колоколы, под которыми создавался воздушный мешок, и производилась сварка.

Использование данной технологии осложнялось тем, что требовалось обеспечить большой приток воздуха в сварочный колокол, так для поддержания горения дуги требовался кислород. А в процессе сварки выделялся едкий дым, который необходимо было удалять из герметичной емкости. Мобильные колоколы использовались преимущественно в судостроении и на ремонтных верфях, где требовалось производить ремонт судна ниже ватерлинии. На большей глубине использовались специальные боксы, представляющие собой автономные глубоководные аппараты, способные создавать воздушные карманы над местом сварки.

Использование сухих боксов позволяло существенным образом улучшить качество сварочного шва. Однако недостатки у данного метода перевешивали его преимущества. Терялась мобильность выполняемых работ, требовалось существенное время на подготовки и проведение даже одной сварки. В шестидесятых годах прошлого века в США и в СССР начались исследования по созданию универсального сварочного аппарата, который смог бы обеспечить отличное качество сварки, как на открытом воздухе, так и подводой. В ходе проведенных исследований было установлено, что причиной снижения прочности сварного соединения под водой является пористость шва, которая образуется в результате растворения кислорода.

Происходит окисление металла шлаками, что и ухудшает прочность. Покрытые электроды не могли обеспечить необходимых показателей прочности, поэтому от их использования было принято решение отказаться. Наилучшие показатели качества сварки под водой показали полуавтоматические установки. Этот метод оказался достаточно маневренным и универсальным. Механическая система подачи проволоки (электродов) позволила автоматизировать процесс и уменьшила необходимость в постоянном выключении аппарата для перемещения проволоки. Меньший в сравнении с электродом диаметр проволоки позволяет лучше контролировать сварочные работы.

Первоначально использовались аппараты не позволяющие защитить сварочную зону. Подаваемые газы (углекислый газ и аргон) не обеспечивали прочность соединения. Поэтому в дальнейшем было принято решение обеспечить максимальную зону защиты сварки. Использование самозащитных проволок с порошковым напылением существенно улучшило качество выполняемых работ. Использование такой самозащитной проволоки с диаметров в 2 миллиметра и позволило приблизить показатели прочности мокрой сварки под водой к показателям прочности сухой технологии. Современные технологии позволяют использовать мокрую сварку металлов под водой на глубине в 30 метров. Установлено, что с ростом глубины осуществляемых мокрых сварочных работ происходит ухудшение качества сварки.

При глубинах в 50 метров и более необходимо использовать специальные боксы, в которых нагнетается необходимое давление и осуществляется сухая сварка металла. Разработка универсального сварочного аппарата для подводной работы осуществлялась в течение нескольких десятилетий. Инженерам из различных стран мира пришлось решить ряд технологических трудностей, которые существенным образом затрудняли выполнение работы в соленой воде.  В итоге, спустя несколько десятилетий многочисленных исследований был разработан универсальный сварочный аппарат А1660. Полуавтоматический аппарат позволяет существенно упростить работы под водой. В настоящее время проводятся дальнейшие разработки, которые призваны автоматизировать сварочный процесс. Тем самым участие человека в этом процессе будет сведено к минимуму.

Перспективной разработкой считается стыковая контактная сварка оплавлением. В настоящее время используются опытные образцы контактной стыковой сварки, которые позволяет проводить работы на сверхбольших глубинах. В настоящее время ведутся работы над совершенствованием мокрого и сухого метода сварки под водой. Каждый из этих методов имеет как свои преимущества, так и недостатки. Разрабатываются сварочные установки, способные производить полностью автоматическую сварку под водой на глубинах более одного километра. Использование подобных установок стало возможным благодаря появлению полностью компьютеризированных сварочных установок.