Unterwasserschneidegeräte und -materialien: Der ultimative Leitfaden

1. Unterwasser-Schneideausrüstung

(1) Unterwasser-Lichtbogen-Sauerstoffschneiden

Zu den wichtigsten Geräten, die beim Unterwasser-Lichtbogen-Sauerstoff-Schneiden verwendet werden, gehören die Schneidstromversorgung, der Schneidbrenner, das Schneidkabel, der Schutzschalter und das Sauerstoffversorgungssystem.

1) Schneiden der Stromversorgung

Die beim Unterwasser-Lichtbogenschneiden verwendete Stromversorgung ähnelt der beim Unterwasser-Elektroden-Lichtbogenschweißen verwendeten Stromversorgung, bei der es sich um eine Gleichstrom-Lichtbogenschweißstromversorgung handelt.

Er hat jedoch eine höhere Nennleistung, und der Nennausgangsstrom sollte nicht unter 500 A liegen.

Zu den gängigen Unterwasser-Schneidgeneratoren gehören Modelle wie AX1-500 und AX8-500.

Darüber hinaus ist der Unterwasser-Typ ZDS-500 Schweißleistung Versorgung und ZXG-500 Typ Lichtbogenschweißen Gleichrichter Stromversorgung kann auch für Unterwasserschneiden verwendet werden.

Insbesondere der Unterwasser-Typ ZDS-500 SchweißstromversorgungEine schiffsspezifische Lichtbogenschweißstromversorgung, die wasser-, feuchtigkeits- und vibrationsbeständig ist, eine hohe Überlastfähigkeit aufweist, eine einfache Lichtbogenzündung und einen stabilen Lichtbogen ermöglicht und die Schneideffizienz verbessern kann.

2) Schneidbrenner

Der Unterwasser-Lichtbogen-Sauerstoff-Schneidbrenner sollte die folgenden technischen Anforderungen erfüllen:

① Der Abstand von der Schneidstangenhalterung zur Mitte des Griffs sollte 150～200mm betragen, und das Gewicht im Wasser sollte 1000g nicht überschreiten;

② Der Brennerkopf sollte mit einer automatischen Lichtbogenunterbrechung ausgestattet sein, um ein Austrocknen des Brennerkopfes zu verhindern;

③ Der Brenner sollte über Vorrichtungen wie einen Rückzündungshemmer verfügen, um zu verhindern, dass heiße Schlacke den Gasdurchgang blockiert und das Sauerstoffventil verbrennt;

④ Die Verbindungsvorrichtungen zwischen dem Brenner und dem Kabel bzw. der Sauerstoffleitung müssen bequem und zuverlässig sein und die Festigkeit und Luftdichtheit der Verbindung gewährleisten. Der Schneidbalken Spannen Die Vorrichtung des Brenners sollte einfach sein und eine gewisse Spannkraft haben;

⑤ Der Kabelstecker ist solide, der geladene Teil muss isoliert sein, und sein Isolationswiderstand ist nicht kleiner als 35MΩ, und widersteht 1000V (industrielle Frequenz AC);

⑥ Das Sauerstoffventil sollte sich flexibel öffnen und schließen lassen, die Verbindung ist solide, es ist unter 0,6MPa Luftdruck nicht undicht, und die Gasdurchflussrate beträgt nicht weniger als 1000L/min;

⑦ Die äußere Oberfläche der Brennerkomponenten sollte verchromt oder versilbert sein, um Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten, und die Beschichtung sollte keine Defekte wie z. B. Abblättern aufweisen.

Die nachstehende Abbildung zeigt den in unserem Land hergestellten Unterwasser-Lichtbogen-Sauerstoff-Schneidbrenner des Typs SG-III. Die Erfahrung hat gezeigt, dass diese Art von Brenner recht gut geeignet ist.

Bei ordnungsgemäßer Wartung hat er eine lange Lebensdauer. Wenn die Bohrung für den Schneidbalken am Kopf des Brenners jedoch einige Zeit in Gebrauch war, verschlechtert sich seine Kontaktleistung mit dem Schneidbalken, was häufig zu einer Lichtbogenbildung an dieser Stelle führt und den Brenner beschädigt.

Außerdem nimmt die Isolierung des Brenners nach längerem Gebrauch ab, was zu Leckagen während des Schneidens führen kann und die Sicherheit des Tauchers gefährdet.

Daher ist es notwendig, den Brenner regelmäßig zu überprüfen und beschädigte Teile rechtzeitig zu reparieren oder zu ersetzen.

3) Schneiden von Kabeln und Schaltern

Die beim Unterwasser-Lichtbogenschneiden verwendeten Kabel sollten Seekabel mit mehrdrähtigen Kupferkernen und einem Gummimantel sein, der der Korrosion durch Seewasser widersteht. Die Querschnittsfläche des Kabels beträgt im Allgemeinen 70-100 mm.²und seine Länge hängt von der Wassertiefe ab.

Ist die Fließgeschwindigkeit des Wassers hoch, muss das Kabel verlängert werden. Stehen keine Seekabel zur Verfügung, können Schweißkabel für den terrestrischen Einsatz verwendet werden, die jedoch regelmäßig überprüft werden müssen. Sollte eine Alterung oder ein Riss in der Gummiummantelung festgestellt werden, muss das Kabel sofort ersetzt werden, um ein Auslaufen zu verhindern.

Das Kabel, das die Stromversorgung und den Schneidbrenner verbindet, wird umgangssprachlich als "Brennerleitung" bezeichnet, während das Kabel, das die Stromversorgung mit dem geschnittenen Werkstück verbindet, "Masseleitung" genannt wird.

Für die Sicherheit des Unterwasserbetriebs wird ein Unterbrecherschalter an die Brennerleitung angeschlossen, um den Strom je nach den Anforderungen des Tauchers sofort bereitzustellen oder zu unterbrechen. Der Unterbrechungsschalter kann ein Einfachschalter oder ein automatischer Schutzschalter sein, und seine leitenden Elemente sollten einen ausreichenden leitenden Querschnitt haben.

Ein automatischer Schutzschalter kann die Spannung während der Zündung schnell auf den für den Lichtbogen erforderlichen Wert erhöhen und die Stromzufuhr während der Lichtbogenunterbrechung oder des Elektrodenwechsels schnell unterbrechen.

Dieses Gerät misst 420mm×340mm×270mm, wiegt etwa 30kg und ist für direkte positive Schaltungen geeignet.

4) Sauerstoffversorgungssystem

Das Sauerstoffversorgungssystem für das Lichtbogenschneiden unter Wasser besteht aus einer Sauerstoffflasche, einem Druckminderer und einer Sauerstoffleitung.

① Sauerstoff-Flasche:

Die Sauerstoffflasche hat in der Regel ein Volumen von 40 l, ein Gewicht von 60 kg, einen Außendurchmesser von 219 mm und eine Höhe von 1450 mm.

Sie ist himmelblau lackiert und mit dem Wort "Sauerstoff" in schwarzer Farbe gekennzeichnet. Eine Sauerstoffflasche ist ein Hochdruckbehälter mit einem Nenndruck von 15,15 MPa.

Achten Sie bei der Verwendung einer Sauerstoffflasche auf folgende Punkte:

a. Er muss während des Gebrauchs stabil aufgestellt werden und darf nicht mit anderen Flaschen, insbesondere nicht mit Flaschen für brennbare Gase oder Flüssigbrennstoff, vermischt werden.

b. Die Sauerstoffflasche sollte in einem Abstand von mindestens 5 m von Feuerquellen und mindestens 1 m von allgemeinen Wärmequellen entfernt aufbewahrt werden. Sie sollte vor starker Sonneneinstrahlung und offenen Flammen geschützt werden.

c. Der Sauerstoffkanal darf nicht mit Fett verunreinigt sein, insbesondere nicht am Ventil der Sauerstoffflasche.

d. Der Sauerstoff in der Flasche darf nicht vollständig entleert werden. Mindestens 1-2 Überdruck sollte beibehalten werden, um Staub abzublasen und das Eindringen anderer Gase beim Nachfüllen zu verhindern.

e. Am Zylinder sollte ein vibrationsbeständiger Gummiring angebracht sein, und er sollte vorsichtig gehandhabt werden, um Stöße und Abrutschen zu vermeiden.

f. Die Sauerstoffflasche sollte regelmäßig einer hydrostatischen Prüfung unterzogen werden. Nicht qualifizierte Flaschen sollten umgehend repariert oder außer Betrieb genommen werden.

② Druckminderer:

Ein Druckminderer wird verwendet, um den Hochdruck-Sauerstoff in einer Sauerstoffflasche auf den für den Betrieb erforderlichen Druck zu senken und so die Stabilität des Sauerstoffdrucks während der Arbeit zu gewährleisten.

Am Druckminderer sind zwei Manometer angebracht, die den Druck im Inneren der Flasche bzw. den Arbeitsgasdruck anzeigen.

Es gibt viele Arten von Druckminderern, die nach ihrem Funktionsprinzip in direkt wirkende und reaktive Typen und nach den Druckminderungsstufen in einstufige und mehrstufige Typen unterteilt werden.

In der Praxis werden für das Unterwasser-Lichtbogenschneiden in der Regel einstufige Reaktionsdruckminderer verwendet. Bei der Verwendung eines Druckminderers sollten die folgenden Punkte beachtet werden:

a. Vor der Installation des Druckminderers sollte zunächst das Ventil der Sauerstoffflasche geöffnet werden, um Staub und andere Verunreinigungen von der Ventildüse mit Hilfe des Sauerstoffs abzublasen. Während des Betriebs sollte die Ventildüse der Sauerstoffflasche nicht auf den Körper gerichtet sein.

b. Prüfen Sie, ob alle Verbindungen fest angezogen sind und ob es keine Schlupfgewinde gibt, und stellen Sie die Schraube in ihre lose Position.

c. Öffnen Sie nach dem Einbau des Reduzierstücks erneut das Ventil der Sauerstoffflasche und prüfen Sie, ob das Manometer normal funktioniert und ob Lecks vorhanden sind. Wenn alles normal ist, schließen Sie den Sauerstoffschlauch an.

d. Wenn das Reduzierstück mit Fett verschmutzt ist, muss es vor der Verwendung abgewischt werden.

e. Wenn das Reduzierstück einfriert, darf es nicht mit Feuer aufgetaut werden. Er kann mit heißem Wasser oder Dampf aufgetaut werden.

f. Wenn im Druckminderer ein Selbstströmungsphänomen beobachtet wird, d. h., wenn die Einstellschraube gelockert wird und das Niederdruckmanometer trotzdem automatisch ansteigt, kann dies auf Schmutz am Kolben oder am Kolbensitz des Druckminderers oder auf unebene Kontaktflächen zurückzuführen sein, wodurch Hochdruckgas in die Niederdruckkammer eindringt.

Zu diesem Zeitpunkt sollte der Schmutz entfernt und die Spule mit feinem Sandpapier geglättet werden. Wenn ein Riss im Spulensitz festgestellt wird, muss dieser rechtzeitig ausgetauscht werden.

Das Auftreten des Selbstflusses kann auch auf eine Beschädigung der sekundären Federwas zu einem unzureichenden Druck führt, der ersetzt werden sollte.

(2) Unterwasser-Plasmaschneiden

1) Schneiden der Stromversorgung:

Um den besonderen Anforderungen von Unterwasser PlasmaschneidenDie Stromversorgung für das Unterwasser-Plasmaschneiden verwendet einen Thyristor-Transistorschalter und einen Gleichrichter und ist wassergekühlt.

Er hat eine steile Abfallcharakteristik, die die Schneidparameter und die Stabilität des Lichtbogens gewährleistet, wenn sich die Lichtbogenlänge (Lichtbogenspannung) ändert; und der Übergang von einem "kleinen Lichtbogen" zu einem Schneidlichtbogen kann gemäß der natürlichen Unterbrechungscharakteristik reibungslos den vorgegebenen Stromwert erreichen, ohne einen Stoßstrom zu erzeugen.

Diese Stromversorgung berücksichtigt die Reduzierung der Leerlaufspannung auf 110 V im Steuerkreis und die für das Lichtbogenhandschweißen erforderliche äußere Kennlinie, wodurch sie auch für das Unterwasserhandschweißen geeignet ist.

In Tabelle 1 sind die wichtigsten technischen Parameter einer typischen Stromversorgung für das Unterwasser-Plasmaschneiden aufgeführt.

Tabelle 1: Die wichtigsten technischen Parameter einer typischen Unterwasser-Plasmaschneidstromversorgung

2) Unterwasser-Schneidbrenner

Die Unterschiede zwischen Unterwasser-Plasmaschneiden und Überwasser-Schneidbrennern sind wie folgt:

① An der Düse wird eine externe Abschirmung angebracht, durch die Kühlwasser oder -gas strömt und einen "Wasservorhang" (oder Gasvorhang) bildet, der das Eindringen von Wasser in den Lichtbogenbereich verhindert. Dies ermöglicht ein stabiles Brennen des Lichtbogens und verhindert, dass die Elektrolyse des Meerwassers das normale Schneiden beeinträchtigt;

② Jedes Verbindungsteil hat eine gute Wasserdichtigkeit;

③ Sie besitzen eine hohe Isolationsfestigkeit gegen Hochspannung.

In Abbildung 4 und Abbildung 5 sind zwei Arten von Unterwasser-Plasmaschneidbrennern dargestellt. Der Brenner des Modells KB ist für das Schneiden in Süßwasser ausgelegt, hat die Abmessungen 160mm×370mm×40mm und ein Gewicht von 2,5kg.

Der Brenner des Modells PM wird für das Seewasserschneiden verwendet und hat die Abmessungen 150mm×350mm×35mm und ein Gewicht von 2,5kg.

Um die Wasserdichtigkeit aller Verbindungsteile zu gewährleisten, wird in der Regel ein pastöser organischer Silikonkleber verwendet. Dieses Material vulkanisiert bei Raumtemperatur und verwandelt sich in eine gummiartige Substanz, die Feuchtigkeitsbeständigkeit, Wärmeisolierung und gute Dämmeigenschaften bietet.

Es bietet eine hervorragende Dichtungsleistung innerhalb eines großen Temperaturbereichs (-55 bis 300 Grad Celsius).

Um zu verhindern, dass Luft in den Arbeitsgaskanal eindringt und die Elektrode bei der Zündung des Lichtbogens beschädigt, muss am Gaseingang ein Rückschlagventil installiert werden. Der Arbeitsgasdruck öffnet das Ventil und lässt die zwischengespeicherte Luft entweichen.

Für die PM-Taschenlampe wurde bei einer Leerlaufspannung des Netzteils von 180 V ein Leckagetest in Meerwasser durchgeführt. Die höchste Leckspannung betrug 10 V, was zeigt, dass der Einsatz in Meerwasser mit einem Salzmassenanteil von 1,7% - 2,0% sicher und zuverlässig ist.

Die Düsen dieser beiden Brenner können entweder mit Süßwasser oder mit Druckluft gekühlt werden. Sie können für das Unterwasserschneiden von Kohlenstoff verwendet werden StahlEdelstahl und Aluminiumlegierungen in einer Tiefe von 52 Metern.

3) Unterwasserschneiden mit geschmolzener Elektrode und Wasserstrahl

Das Unterwasserschneiden mit einem Wasserstrahl mit geschmolzenen Elektroden erfolgt hauptsächlich halbautomatisch. In China ist eine spezielle Schneidausrüstung erhältlich, Modell GSS-800.

Die Schneidausrüstung besteht aus einer Hauptmaschine (einschließlich Schneidstromversorgung, Steuergerät, Wasserkreislaufsystem und Hochdruckwasserpumpe), Drahtvorschub, Schneidbrenner, Fernbedienungskasten, kombinierter Kabeltrommel und Erdkabeltrommel.

Die Stromversorgung für das Unterwasserschneiden mit einem Wasserstrahl mit geschmolzener Elektrode ist im Grunde die gleiche wie die Stromversorgung für das Schutzgasschweißen mit geschmolzener Elektrode über Tage, d. h. ein Gleichrichter für das Lichtbogenschweißen mit natürlicher, flacher Charakteristik, jedoch mit höherer Leistung.

Der Nennausgangsstrom beträgt im Allgemeinen 500-1500 A. In Tabelle 2 sind die wichtigsten technischen Parameter des Unterwasserschneidgeräts Modell GSS-800 aufgeführt, das mit einem Wasserstrahl mit geschmolzener Elektrode arbeitet.

Tabelle 2: Wichtigste technische Parameter der Unterwasserschneidanlage Modell GSS-800 mit einem Wasserstrahl mit geschmolzener Elektrode

Diese Schneidausrüstung kann halbautomatisch Metalle wie Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Kupfer und Aluminium mit einer Dicke von 10-28 mm in einer Wassertiefe von 60 m schneiden.

Es ist besonders geeignet für Unterwasser Zerspanung bei Projekten wie Unterwasserbergung, Meeresbodenabbau und Verlegung von Unterwasser-Ölpipelines. Es wird ein Schneiddraht mit einem Durchmesser von 2,5 mm verwendet, und die Schnittbreite beträgt 4-5 mm.

2. Schneiden von Material

(1) Unterwasser-Lichtbogen-Sauerstoffschneiden

Das Unterwasser-Lichtbogenschneiden eignet sich für leitfähige Metalle, wird aber hauptsächlich zum Schneiden von leicht oxidiertem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und niedrig legiertem Stahl verwendet. hochfester Stahl.

Im Allgemeinen gibt es drei Arten von Schneidleisten, die beim Unterwasser-Lichtbogenschneiden verwendet werden: Schneidleisten für Stahlrohre, Schneidleisten für Keramikrohre und Schneidleisten für Kohlenstoffstäbe.

Der beim Unterwasser-Lichtbogenschneiden verwendete Sauerstoff ist allgemeiner Industriesauerstoff, der in zwei Reinheitsgrade unterteilt ist: der erste Grad beträgt mindestens 99,2%, der zweite Grad mindestens 98,5%. Die Sauerstoffversorgung erfolgt in Flaschen: Der Sauerstoff wird auf 120-150 Atmosphären komprimiert und zur Verwendung und Lagerung in Sauerstoffflaschen abgefüllt.

1) Stahlrohr-Schneidebänder

Die Struktur und das Herstellungsverfahren von Stahlrohrschneidbändern ähneln denen von Unterwasserschweißstäben. Als Kern werden nahtlose Stahlrohre verwendet, die mit mineralischen Beschichtungen überzogen oder mit einer Kunststofffaserfolie umwickelt werden.

Die Beschichtung spielt vor allem eine Rolle bei der Abdichtung, Isolierung und Lichtbogenstabilisierung.

Die Wasserdichtigkeit des Schneidestreifens kann auf zwei Arten erreicht werden: Zum einen kann der Beschichtung ein wasserfestes Mittel zugesetzt werden, das nach dem Trocknen wasserdicht ist; zum anderen kann nach dem Trocknen eine Schicht aus wasserfestem Mittel auf den Schneidestreifen aufgetragen werden, um die Wasserdichtigkeit zu erreichen. Der Aufbau des Schneidestreifens ist in Abbildung 6 dargestellt.

Der Außendurchmesser des Schneidbandkerns beträgt in der Regel 6-10 mm, der Innendurchmesser 1,25-4,0 mm, und die Länge beträgt 350-400 mm.

In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Schneidleistung in hohem Maße vom Innendurchmesser des Schneidstreifens abhängt. Auch die Dicke des belüfteten Blocks spielt eine Rolle.

Unter den gleichen Schnittbedingungen steigen mit zunehmendem Innendurchmesser des Schneidstreifens auch die Schnittgeschwindigkeit und der Wirkungsgrad, wie in Tabelle 3 dargestellt.

Tabelle 3: Schnittleistung beim Schneiden von 10-12 mm dicken Stahlplatten

Durch die Vergrößerung des Innendurchmessers des Schneidbands wird die Schneidgeschwindigkeit erhöht, was möglicherweise auf die beschleunigte Oxidation infolge der erhöhten Sauerstoffzufuhr zurückzuführen ist. Gleichzeitig wird die Kraft, die auf das geschmolzene Metall und die Schlacke einwirkt, erhöht, was dazu beiträgt, diese schnell aus dem Schneidbereich zu entfernen.

Es gibt ausländische Beispiele für die Verwendung von Schneidleisten mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einem Innendurchmesser von 4 mm, die sich gut in Schneiden von dickem Stahl Platten. Allerdings ist die Sauerstoffversorgung bei Offshore-Einsätzen schwierig, und es ist nicht sinnvoll, zu viel Sauerstoff zu verbrauchen, weshalb im Allgemeinen keine Schneidleisten mit größerem Innendurchmesser verwendet werden.

Die Zugabe einer geeigneten Menge an Metallpulver zur Beschichtung des Schneidbandes kann die elektrische LeitfähigkeitSie stabilisieren den Lichtbogen und erhöhen die Hitze der Oxidationsreaktion des Schneidbands erheblich, wodurch die Schneidgeschwindigkeit erhöht wird.

Die beste Wirkung hat dabei Eisenpulver, gefolgt von Magnesium- und Aluminiumpulver. Wenn diese Metallpulver separat zur Ilmenit-Beschichtung hinzugefügt werden, sollte das Eisenpulver 35% nicht überschreiten und das Magnesium- und Aluminiumpulver 10% nicht überschreiten.

Wenn zu viel Metallpulver hinzugefügt wird, nimmt die Leistung der Beschichtung ab, und ihre Festigkeit und Wasserdichtigkeit werden ebenfalls verringert. Wenn mehrere Metallarten Pulver gleichzeitig zugegeben werden, sollten ihre Anteile entsprechend reduziert werden.

Bei Beschichtungen mit zugesetztem Metallpulver sollte das Gewichtsverhältnis angemessen erhöht werden, es sollte jedoch 30% nicht überschreiten, um die Leistungsfähigkeit der Beschichtung nicht zu beeinträchtigen. - Jiangsu Jinfeng Underwater Technology Engineering

Schneiden von Stahl Streifen sind robust, preiswert und bieten eine gute Schnittqualität (schmale Schnittfuge und glatte Schnittfläche).

Obwohl auch sie durch die Hitze des Lichtbogens schmelzen und häufig ausgetauscht werden müssen, hat die Praxis gezeigt, dass beim Schneiden von Werkstücken mit einer Dicke von mehr als 19 mm die Gesamteffizienz von Stahlrohrschneidleisten höher ist als die von Keramikrohrschneidleisten. Stahlrohrschneidleisten werden am häufigsten beim Unterwasser-Lichtbogenschneiden verwendet.

Die in unserem Land hergestellten Unterwasser-Lichtbogen-Sauerstoff-Stahlrohrschneidbänder sind vom Typ 304 und bestehen aus einem kohlenstoffarmen nahtlosen Stahlrohr mit einem Außendurchmesser von 8 mm und einem inneren Lochdurchmesser von 3 mm, das mit einer 1 mm dicken Medikamentenschicht überzogen ist.

Die wasserdichte Isolierschicht besteht aus Phenolharzlack und ist in zwei Längen erhältlich: 350 mm und 400 mm.

Verantwortliche Person: Tao Xiaobin. Das Schneidband des Typs 304 ist ein dickbeschichtetes Schneidband vom Typ Ilmenit mit einem Gewichtsverhältnis von 20%. Seine Leistung ist nicht schlechter als die ähnlicher ausländischer Produkte.

Das neu entwickelte Unterwasser-Lichtbogen-Sauerstoff-Schneidband verfügt über ein Mischbindemittel, das das bisherige Wasserglas als Beschichtungsbindemittel ersetzt, wodurch das Schneidband besser für die Langzeitkonservierung und das Schneiden in tiefen Gewässern geeignet ist.

Dieses Schneidband kann auch nach 240 Stunden Einweichen in Meerwasser noch verwendet werden, und seine Schneidleistung ist sogar höher als die des Schneidbandes Typ 304.

2) Keramische Rohrschneidestreifen

Schneidleisten mit einem Keramikrohrkern werden als Keramikrohrschneidleisten bezeichnet. Sie haben normalerweise einen Außendurchmesser von 12-14 mm, einen Innendurchmesser von 3 mm und eine Länge von 200-250 mm.

Bei der Herstellung wird das Keramikrohr zunächst bei hoher Temperatur gebrannt, um ihm eine gewisse Zähigkeit zu verleihen. Anschließend wird eine Stahlbeschichtung (ca. 8 mm dick) auf die Außenfläche gespritzt, um die Festigkeit des Keramikrohrs zu erhöhen.

Das Ende des Keramikrohrs mit einer Länge von etwa 32 mm sollte auf einen Durchmesser geschliffen werden, der der Größe des Schneidbrenners entspricht, um es einspannen zu können. Der verbleibende Teil wird mit Isoliermaterial beschichtet oder mit wasserdichtem Isoliermaterial umwickelt, um den Keramikrohr-Schneidstreifen zu bilden.

Die metallische Außenseite von keramischen Rohrschneidstäben erhöht nicht nur die Festigkeit des Stabes, sondern verbessert auch seine elektrische Leitfähigkeit und die Lichtbogenzündung. Beim Schneiden berührt das äußere Metall zunächst das zu schneidende Werkstück.

Wenn ein Teil des Stroms vom Außenmetall zum Werkstück fließt, entsteht aufgrund des Skineffekts des Stroms zunächst ein Lichtbogen zwischen dem Außenmetall und dem Werkstück, der zunächst das Außenmetall schmilzt.

Gleichzeitig heizen der Lichtbogen und das geschmolzene Metall die Diamantkörner am Ende des Schneidstabs vor, wodurch ihre elektrische Leitfähigkeit erhöht wird.

Zu diesem Zeitpunkt fließt der Schneidstrom nicht nur auf dem äußeren Metall des Keramikrohr-Schneidstabs, sondern auch auf dem Keramikrohr selbst, wodurch der Lichtbogen für eine stabile Verbrennung auf das Ende des Stabes gerichtet wird.

Da Keramik eine hohe Oxidationsbeständigkeit besitzt, kann ein einziger keramischer Rohrschneidestab 40 bis 60 Minuten lang verwendet werden, was die Hilfszeit für Unterwasserschneidarbeiten erheblich reduziert.

Allerdings ist die Schneidgeschwindigkeit pro Einheit reiner Schneidzeit geringer als die von Stahlrohr-Schneidstäben, und auch die Lichtbogenstabilität ist schlechter. Daher ist es ratsam, in Situationen, in denen die Zeit knapp ist und nur ein oder zwei Schneiddrähte ausreichen, um die Aufgabe zu erledigen, Schneiddrähte aus Stahlrohr zu verwenden.

3) Schneiden von Kohlenstoffstäben

Kohlestab-Schneiddrähte werden aus hohlen Kohlestäben oder Graphitrohren hergestellt, die mit einer Außenschicht aus Kupfer überzogen sind.

Sie haben einen Außendurchmesser von 10 bis 11 mm, einen inneren Lochdurchmesser von 1,6 bis 2 mm und eine Länge von 200 bis 300 mm.

Schneidstangen aus Kohlenstoff haben eine geringere Druckfestigkeit, und um zu verhindern, dass das Ende der Stange von der Schneidbrennerklemme gequetscht wird, wird an einem Ende eine Endkappe aus Messing angebracht. Um mit dem Schneiden zu beginnen, wird die Endkappe in die Klemme eingeführt. Um einen elektrischen Schlag zu vermeiden, wird eine Isolierschicht (Kunststoff oder Harz) über der Kupferbeschichtung angebracht.

Die Lebensdauer von Schneidstäben aus Kohlenstoff ist recht lang und liegt nur noch hinter der von Schneidstäben für Keramikrohre.

Bei einer 200 mm langen Kohlenstoffstab-Schneidstange beträgt die Arbeitszeit etwa das 10- bis 12-fache einer 400 mm langen Stahlrohr-Schneidstange; die Schneidgeschwindigkeit pro Einheit reiner Schneidzeit ist jedoch geringer als die von Stahlrohr-Schneidstangen.

(2) Unterwasser-Plasmaschneiden

Beim Unterwasser-Plasmaschneiden werden in erster Linie N2, Ar-H2-Mischgas, O2 und Druckluft als Plasmagase verwendet; CO2, Ar, N2 und Druckluft können als Schutzgase eingesetzt werden.

Verschiedene Plasmagase erfordern entsprechende Elektrodenmaterialien. Im Allgemeinen sollten Wolfram-Elektroden gewählt werden, wenn das Plasmagas N2 oder Ar-H2-Mischgas ist, während Hafnium-Elektroden verwendet werden sollten, wenn das Plasmagas O2 oder Druckluft ist.

Da beim Unterwasserschneiden ein hoher Strom benötigt wird, sollten wassergekühlte Elektroden verwendet werden, um ihre Lebensdauer zu verlängern.

Bei der Verwendung von N2 als Plasmagas sind zwar die Schneidgeschwindigkeit und die Qualität hoch, aber der Verbrauch ist schnell und der Bediener muss über ein hohes Maß an Erfahrung verfügen. Insbesondere beim Schneiden in Tiefen von mehr als 40 bis 60 m ist die Düse anfällig für Schäden.

Daher sollte Ar als Plasmagas für das Schneiden von tiefem Wasser bevorzugt werden, und Ar-H2-Mischgas sollte als Plasmagas für das Schneiden von flachem Wasser verwendet werden.

(3) Wasserstrahlschneiden mit getauchtem Lichtbogen

Beim derzeitigen Wasserstrahlschneiden mit getauchtem Lichtbogen wird entweder ein Vollkernschneiddraht oder ein Fülldraht verwendet.

1) Vollkern-Schneidedraht

Bei dieser Methode wird CO2-gasgeschützter Schweißdraht oder Aluminiumdraht mit einem Durchmesser von 2,4 mm verwendet. Verwendung von CO2-Schweißen Draht zum Schneiden in einer Wassertiefe von 200 mm hat folgende Eigenschaften:

i) Die Wassertiefe hat keinen wesentlichen Einfluss auf die schneidbare Dicke oder die resultierende Schnittdicke.

ii) Mit zunehmender Lichtbogenspannung wird der Schnitt breiter, und der untere Teil kann sogar aufblähen. Wenn die Wassertiefe um 100 m zunimmt, kann eine Erhöhung der Lichtbogenspannung um 5-10 V zu einer Schnittform führen, die derjenigen in flachem Wasser ähnelt.

iii) Der Druck des Wasserstrahls sollte mit der Wassertiefe zunehmen. Der geeignete Wasserdruck ist der hydrostatische Druck, der der Wassertiefe entspricht, plus 0,5 MPa (zum Schneiden von Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt) oder 0,35 MPa (für Aluminium schneiden).

iv) Aluminium ist leichter zu schneiden als kohlenstoffarmer Stahl. Aufgrund der niedrigeren Schmelzpunkt und seltenen Lichtbogenkurzschlüssen ist das Schneiden von Aluminium 50% schneller als das Schneiden von kohlenstoffarmem Stahl unter den gleichen Blechdicken und Schneidstrombedingungen.

v) Beim Schneiden von Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bleibt mehr Schlacke an der unteren Kante des Schnitts haften; beim Schneiden von Aluminium fällt weniger Schlacke an, die mit einer Drahtbürste entfernt werden kann. Dies ist auf die spröde Eisen-Aluminium-Legierung zurückzuführen, die sich beim Schneiden bildet.

Wenn Sie Aluminiumdraht zum Schneiden von Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt verwenden, bleibt keine Schlacke an der Unterkante des Schnitts haften und die Schnittfläche ist glatt.

Um jedoch den gleichen Schneidstrom wie beim Schneiden mit CO2-Schweißdraht zu erreichen, muss die Drahtvorschubgeschwindigkeit erhöht werden, was oft den Bereich der Standard-MIG-Schweißdrahtvorschubgeschwindigkeiten übersteigt.

2) Flussmittelkernschneiddraht

Beim Fülldrahtschneiden wird MIG-Schweißdraht aus kohlenstoffarmem Stahl verwendet, der in der Regel einen Durchmesser von 2,4 mm hat. Unterpulverschweißen Wasserstrahlschneiden mit Flussmittelkernschneiddraht kann sowohl Kohlenstoffstahl und Edelstahl als auch Aluminium schneiden.