Technologie de soudage sous-marin

Il existe trois types de soudage sous l'eau : la méthode sèche, la méthode humide et la méthode sèche partielle.

Soudage à sec

Il s'agit d'une méthode dans laquelle une grande chambre à air est utilisée pour recouvrir la soudure et le soudeur effectue le soudage dans la chambre à air.Le soudage étant réalisé en phase gazeuse sèche, sa sécurité est meilleure.Lorsque la profondeur dépasse la plage de plongée de l'air, des étincelles sont facilement générées en raison de l'augmentation de la pression locale de l'oxygène dans l'air.Par conséquent, un gaz inerte ou semi-inerte doit être utilisé dans la chambre à gaz.Lors du soudage à sec, les soudeurs doivent porter des vêtements de protection spéciaux ignifuges et résistants aux températures élevées.Comparé au soudage humide et partiel à sec, le soudage à sec offre la meilleure sécurité, mais son utilisation est très limitée et son application n'est pas universelle.

soudage partiel à sec

La méthode sèche locale est une méthode de soudage sous-marine dans laquelle le soudeur effectue le soudage dans l'eau et draine artificiellement l'eau autour de la zone de soudage. Ses mesures de sécurité sont similaires à celles de la méthode humide.

La méthode du séchage localisé faisant encore l’objet de recherches, son utilisation n’est pas encore largement répandue.

Soudage humide

Le soudage humide est une méthode de soudage sous-marine dans laquelle le soudeur soude directement sous l'eau au lieu de drainer artificiellement l'eau autour de la zone de soudage.

La combustion à l’arc sous l’eau est similaire au soudage à l’arc submergé et brûle dans des bulles d’air.Lorsque l'électrode brûle, le revêtement de l'électrode forme un manchon qui stabilise les bulles d'air et stabilise ainsi l'arc.Afin que l'électrode brûle de manière stable sous l'eau, il est nécessaire de recouvrir une certaine épaisseur de revêtement sur le noyau de l'électrode et de l'imprégner de paraffine ou d'autres substances imperméables pour rendre l'électrode étanche.Les bulles sont de l'hydrogène, de l'oxygène, de la vapeur d'eau et des bulles produites par la combustion des revêtements d'électrodes ;d'autres oxydes produits par la fumée trouble.Afin de surmonter la difficulté d'allumage et de stabilisation de l'arc causée par le refroidissement et la pression de l'eau, la tension d'allumage de l'arc est supérieure à celle de l'atmosphère et son courant est de 15 à 20 % supérieur au courant de soudage dans l'atmosphère.

Comparé au soudage sec et partiellement sec, le soudage humide sous-marin a le plus d'applications, mais la sécurité est la pire.En raison de la conductivité de l’eau, la protection contre les chocs électriques est l’une des principales préoccupations de sécurité du soudage humide.

Le soudage sous-marin humide est réalisé directement en eau profonde, c'est-à-dire à condition qu'il n'y ait pas de barrière mécanique entre la zone de soudage et l'eau.Le soudage est non seulement affecté par la pression ambiante de l'eau, mais également fortement refroidi par l'eau environnante.

Bien que le soudage sous-marin humide soit pratique et flexible et nécessite un équipement et des conditions simples, en raison du fort refroidissement de l'arc de soudage, du bain de fusion, de l'électrode et du métal de soudage par l'eau, la stabilité de l'arc est détruite et la forme de la soudure est mauvaise. .La zone durcie est formée dans la zone affectée par la chaleur du soudage et une grande quantité d'hydrogène est introduite dans la colonne d'arc et le bain fondu pendant le processus de soudage, ce qui peut entraîner des défauts tels que des fissures et des pores de soudage.Par conséquent, le soudage sous-marin humide est généralement utilisé dans les zones d’eau peu profonde avec de bonnes conditions océaniques et le soudage de composants ne nécessitant pas de contraintes élevées.

L'environnement sous-marin rend le processus de soudage sous-marin beaucoup plus compliqué que le processus de soudage terrestre.Outre la technologie du soudage, cela implique également de nombreux facteurs tels que la technologie des opérations de plongée.Les caractéristiques du soudage sous-marin sont :

1. Faible visibilité.L'absorption, la réflexion et la réfraction de la lumière par l'eau sont beaucoup plus fortes que celles de l'air.La lumière s’affaiblit donc rapidement lorsqu’elle se propage dans l’eau.De plus, un grand nombre de bulles et de fumée sont générées autour de l’arc pendant le soudage, ce qui rend l’arc sous-marin très peu visible.Le soudage sous-marin est effectué dans des fonds marins boueux et dans des zones maritimes contenant du sable et de la boue, et la visibilité dans l'eau est encore pire.

2. Le cordon de soudure contient une teneur élevée en hydrogène et l'hydrogène est l'ennemi du soudage.Si la teneur en hydrogène lors du soudage dépasse la valeur admissible, il est facile de provoquer des fissures et même des dommages structurels.L'arc sous-marin va provoquer une décomposition thermique de l'eau environnante, entraînant une augmentation de l'hydrogène dissous dans la soudure.La mauvaise qualité des joints soudés du soudage à l'arc sous-marin est indissociable de la teneur élevée en hydrogène.

3. La vitesse de refroidissement est rapide.Lors du soudage sous l'eau, la conductivité thermique de l'eau de mer est élevée, soit environ 20 fois celle de l'air.Si la méthode humide ou la méthode locale est utilisée pour le soudage sous-marin, la pièce à souder est directement dans l'eau, l'effet de trempe de l'eau sur la soudure est évident et il est facile de produire une structure durcie de haute dureté.Par conséquent, l’effet froid ne peut être évité qu’en utilisant le soudage à sec.

4. L'influence de la pression, à mesure que la pression augmente, la colonne d'arc devient plus fine, la largeur du cordon de soudure devient plus étroite, la hauteur du cordon de soudure augmente et la densité du milieu conducteur augmente, ce qui augmente la difficulté d'ionisation. , la tension de l'arc augmente en conséquence et la stabilité de l'arc est réduite, augmentant les éclaboussures et la fumée.

5. Un fonctionnement continu est difficile à réaliser.En raison de l'influence et des limites de l'environnement sous-marin, dans de nombreux cas, la méthode de soudage pour une section et d'arrêt pour une section doit être adoptée, ce qui entraîne des soudures discontinues.

La sécurité du soudage sous-marin humide est bien pire que celle sur terre.Les principales mesures de sécurité sont :

Le courant continu doit être utilisé pour le soudage sous-marin et le courant alternatif est interdit.La tension à vide est généralement de 50 à 80 V.Les appareils électriques de contrôle en contact direct avec les soudeurs en plongée doivent utiliser des transformateurs d'isolement et être protégés contre les surcharges.Avant de commencer à travailler ou pendant le processus de changement d'électrodes, les soudeurs en plongée doivent aviser le personnel terrestre de couper le circuit.Les soudeurs en plongée doivent porter des vêtements de protection spéciaux et des gants spéciaux.Pendant l'amorçage et la poursuite de l'arc, il convient d'éviter de toucher les pièces, les câbles, les baguettes de soudage, etc. Lors du soudage sur une structure sous tension, le courant sur la structure doit d'abord être coupé.Lors des opérations de soudage sous l'eau, une protection en matière d'hygiène du travail, notamment une protection urbaine et une protection contre les brûlures, doit être assurée.Vérifiez régulièrement les performances d'isolation et les performances d'étanchéité des équipements de soudage sous-marins, des pinces à souder, des câbles, etc.