Резка

Дуговая резка под водой покрытыми электродами

Дуговую резку под водой покрытыми электродами (ЭДР) применяют для разделения металлоконструкций из легированных и нержавеющих сталей, чугуна или цветных металлов. Процесс ЭДР малопроизводителен, в особенности при резке толщин более 14 мм, из-за больших затрат времени для проплавления металла на всю его толщину в начальный момент резки, сильного перегрева электрода и связанных с этим повышенного его расхода и частой заменой в процессе работы. По мере увеличения глубины погружения, вызывающей сжатие дуги и снижения температуры воды, эффективность применения ЭДР падает.

Для дуговой резки применяли электроды ЭПС-52. Резку выполнял на постоянном токе обратной полярности (250 - 350 А при напряжении 35 - 40 В). Учитывая, что для резки использовали неспециализированные электроды, процесс был малопроизводительным. При сгорании этих электродов объем образовывавшейся газовой фазы был незначительным. Его не хватало для полной продувки полости реза. Водолазу-резчику приходилось совершать возвратно-поступательные движения электродом для механического удаления расплавленного металла из полости реза. С увеличением толщины разделяемой конструкции их прорезающая способность снижается. Начиная с толщины 14 мм резка становится малоэффективной. Так, одним электродом диаметром 5 мм возможно выполнить резку стали толщиной 10 мм на длину 80 мм. Эти результаты вполне удовлетворительны, если учесть, что для ЭДР требуется только подвод электроэнергии. В практике подводно-технических работ процесс резки электродами ЭПС-52 был востребован из-за минимальных затрат на переоборудование рабочего поста и отсутствия в технологической цепочке кислорода. Данные о производительности процесса ЭДР приведены в табл. 26 [100, 172]. Сила тока, диаметр электрода, сечение и длина сварочной цепи, авторами не приводятся.

Таблица 26. Режимы подводной электродуговой резки на глубине 10 м электродами ЭПС-52 [100, 172]

Толщина металла, ммВремя резки, минРасход электродов, шт.
5 - 1045 - 783 - 7
10 - 1578 - 1087 - 15
15 - 20108 - 15615 - 41
20 - 30156 - 21041 - 80
30 - 41210 - 27080 - 120
41 - 50270 - 350120 - 150
50 - 60350 - 420150 - 200

Исследования, выполненные в ИЭС им. Е.О. Патона, позволили установить ряд компонентов покрытия, увеличивающих глубину проплавления и прорезающую способность электродов. На базе этих исследований была разработана композиция электродного покрытия, позволившая создать электрод, обладающий повышенной прорезающей способностью при резке под водой - АНР-5П. Используя этот электрод можно резать металл толщиной до 16 мм на глубине до 20 м в пресной и морской воде во всех пространственных положениях постоянным током прямой полярности. С увеличением толщины металла его прорезающая способность снижается.

Режущие характеристики электрода АНР-5П и режимы резки приведены в табл. 27 и 28. Показатели получены на глубине - 8 м в пресной воде с температурой 16°С. Общая длина сварочной цепи сечением 70 мм² - 40 м.

Таблица 27. Скорость резки в зависимости от толщины металла, разрезаемого электродами АНР-5П

Диаметр электрода, ммТолщина разрезаемого металла, ммСкорость резки, м/с (м/ч)
45 - 80,0014 - 0,0022 (5 - 8)
 8 - 120,0008 - 0,0017 (3 - 6)
 12 - 140,0006 - 0,0011 (2 - 4)
55 - 80,0014 - 0,028 (5 - 10)
 8 - 120,0011 - 0,0022 (4 - 8)
 12 - 160,0006 - 0,0014 (2 - 5)

Таблица 28. Режимы резки под водой покрытым электродом АНР-5П

Диаметр электрода, ммСила ток дуги, АНапряжение дуги, В
4200 - 28030 - 45
5230 - 32032 - 48

Наибольший эффект достигается при резке металла толщиной до 6 мм когда, как отмечалось ранее, электрокислородная резка малоэффективна. Электроды выпускают диаметром 4 и 5 мм. Для их крепления и передачи сварочного тока применяют те же держатели, что и при сварке под водой (ЭПС-2-76 и ДПС-АН1). Существенное влияние на процесс резки оказывает сечение токоподводящего сварочного кабеля, длина и расположение сварочной цепи.

Снижение температуры окружающей среды уменьшает скорость резки. Так при работе в воде с температурой 0 - 3°С скорость резки снижается в среднем на 10 - 20%. Снижают скорость резки наличие краски и обрастания на разрезаемых поверхностях. Существенное влияние на скорость резки оказывают профессиональные навыки водолаза-резчика.

Для питания дуги при резке покрытым электродом используют источники питания с падающей внешней вольтамперной характеристикой, имеющие достаточный запас мощности и рассчитанные на ток не менее 500 А. Напряжение холостого хода не менее 75 В. К таким источникам можно отнести ВДУ-601, ВДУ-504 и др.