У підводно-технічних роботах зі зведення та ремонту гідротехнічних споруд, мостів, СУДНОПІДЙОМ, судноремонту, в аварійно-рятувальних і відновлювальних операціях, розчищення фарватерів і т. П. Велику роль відіграють процеси зварювання і різання металів під водою.
До теперішнього часу вдалося практично здійснити під водою лише дугову електрозварювання. У воді порівняно легко може бути отриманий досить стійкий дугового розряд. Активні частини дугового розряду, стовп і електродні плями не стикаються безпосередньо з рідиною. Дугового розряд випаровує і розкладає навколишнє рідина.
Дуга горить в безперервно поновлюваному газовому міхурі, заповненому газовою сумішшю, що складається переважно з водню. Надлишок газу великими бульбашками піднімається на поверхню води. Пари металу і компонентів покриття, стикаючись з водним середовищем, конденсуються в найдрібніші частинки, що складаються переважно з оксидів заліза і утворюють у воді колоїдний розчин темно-бурого кольору, не відстоює і не осветляющих багато годин.
Дуга під водою плавить метал майже також інтенсивно, як і на повітрі, незважаючи на сильне його охолодження навколишнім середовищем. Підводне зварювання зазвичай виконується сталевим електродом.
Основною умовою підводного зварювання плавким металевим електродом є застосування електродів з досить товстим водонепроникним покриттям. Покриття електрода, охолоджуване зовні водою, завжди плавиться повільніше металевого стержня і утворює на кінці електрода виступає вперед «козирок» у формі невеликої чашечки. Козирок сприяє сталому існуванню газового міхура і горінню дуги. Дуже істотна водонепроникність покриття електрода. Відвологлих покриття зменшує стійкість дуги, стає електропровідним, струм проходить зі стрижня крізь покриття в навколишнє водне середовище, в результаті чого починається електроліз.
Водень, бурхливо виділяється на поверхні електродного стрижня, зриває покриття і швидко призводить електрод в повну непридатність. Особливо інтенсивно електроліз проходить в морській воді з її високою електропровідністю, тому до електродів для зварювання в морській воді пред'являються особливо високі вимоги щодо водонепроникності покриття.
Водонепроникність досягається просоченням покриття після його просушування різними складами. Цілком надійної для робіт як в прісній, так і в морській воді є просочення електродів розчином целулоїду в ацетоні. Целулоїд (наприклад, змита фото- або кіноплівка) нарізають невеликими шматочками або смужками і розчиняють 80-90 г на 1 л ацетону. В отриманий розчин умочують електроди, підсушують на повітрі і вдруге умочують. На просочення тонни електродів витрачають 3 кг целулоїду і 35-40 л ацетону. Целулоїд, ацетон і заготовлений розчин легко спалахують і тому дуже вогненебезпечні.
Хороші результати дають також нитролаки, глінтелевие лаки, кузбасслак, розчин бітуму в бензині і т. Д. Склад покриттів електродів для підводного зварювання близький до складів якісних покриттів для робіт на повітрі. У них вводять мінеральні компоненти і феросплави; застосування органічних речовин не рекомендується.
Сварка під водою можлива у всіх положеннях: нижньому, вертикальному і стельовому як в прісній так і в морській воді на всіх досяжних глибинах. Є досліди зварювання на глибинах до 100 м. Без сумніву можливе зварювання і на ще більших глибинах, але вона обмежується недосконалістю водолазного спорядження і можливостями людського організму. Зі збільшенням глибини і тиску навколишнього середовища температура і розплавляють дію зварювальної дуги зростають.
Дуже важлива ретельна ізоляція по можливості всієї поверхні утримувача електродів. При порушеннях ізоляції витік в морській воді може досягати декількох десятків ампер, що, крім руйнування металевих частин електролізом, знижує ще стійкість дуги. Одна з конструкцій держателя для підводного зварювання. У ньому кінець електрода, вставлений в утримувач, затискається пружинним пристроєм. Металеві частини добре ізольовані від витоку струму в навколишнє водне середовище. Електроди для підводного зварювання застосовують зазвичай діаметром 4 і 5 мм, іноді 6 мм. Зварювальний струм беруть трохи більший, ніж для робіт на повітрі, від 50 до 60 а на 1 мм діаметра електрода.
Напруга дуги під водою на глибинах до 20 м на 5-6 в більше, ніж на повітрі. Зі збільшенням глибини напруга зростає. Погана видимість, жорсткість і незручність водолазного спорядження, недостатня стійкість водолаза під водою дуже ускладнюють роботу електрозварника під водою, особливо скрутна зварювання стикових швів, коли зварювальник легко втрачає напрямок і веде дугу в бік від осі шва. Тому основною формою в підводних роботах є кутовий (Валікова) шов, який утворює сполуки Нахлесточного і Таврове, кромки такого шва служать зручними напрямними для переміщення електрода.
Сварка зазвичай виконується «оперта електродом», зварювальник переміщає електрод по лінії зварювання, торкаючись виступаючим краєм козирка на кінці електрода поверхні металу. Електрод переміщається по лінії зварювання без бічних коливань, швидкість переміщення повинна забезпечувати необхідний перетин наплавленого металу.
Продуктивність зварювання коливається в найширших межах і може дуже знижуватися від різних несприятливих умов: від збільшення глибини і швидкості течії, зменшення прозорості води, при незручному положенні об'єкта зварювання та ін. Для приблизної орієнтування можна для підводного зварювання в сприятливих умовах на глибині не більше 10 м при відсутності течії і задовільною прозорості води збільшувати в 2-3 рази норми часу, встановлені для робіт на повітрі.
Найважливішою проблемою підводного зварювання є механізація і автоматизація процесу, що полегшує важку працю водолаза-зварювальника і скорочує час перебування його під водою. Ймовірно, знайдуть застосування підводні шлангові дугові напівавтомати для зварювання в захисному газі-аргоні або углекислоте.