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Corte bajo el agua y soldadura con el arco eléctrico

ADVERTENCIA

Precauciones de seguridad deben ser seguidas en el corte bajo el agua y la soldadura. El soporte del electrodo y el cable deben estar aislados, la corriente debe ser cortada al cambiar los electrodos, y el buzo deberá evitar el contacto entre el electrodo y el trabajo puesto a tierra para evitar descargas eléctricas.

  1. Corte de arco bajo el agua.  En muchos aspectos el corte de arco bajo el agua es muy similar al corte con gas bajo el agua. Un flujo exterior de oxígeno y aire comprimido es necesario para mantener el agua de la vecindad del metal que está siendo cortado. Las antorchas de arco para corte bajo el agua son producidas en una variedad de tipos y formas. Las mismas son construidas para conectar a las fuentes de oxígeno y aire a presión. Los electrodos usados pueden ser carbón o metal. Los mismos son usualmente huecos a fin de introducir el flujo de oxígeno dentro del cráter fundido creado por el arco. La práctica corriente es usar corriente continua para todos los cortes y soldaduras bajo el agua. En todos los casos, el electrodo va conectado al lado negativo del generador de soldadura.
  2. Soldadura de arco bajo el agua. La soldadura de arco bajo el agua puede ser llevada a cabo casi de la misma manera que la soldadura de arco ordinaria. Las únicas variaciones de la soldadura de arco bajo el agua de la soldadura de arco ordinaria son que el soporte del electrodo y el cable deben estar bien aislados para reducir pérdidas de corriente y electrólisis, y los electrodos recubiertos deben ser impermeable al agua de manera que el recubrimiento no se desintegre debajo del agua. La impermeabilización del electrodo es generalmente un nitrato de celulosa en el cual el celuloide ha sido disuelto. Un barniz de ala de avión con 0,9 kg de aditamento por galón es satisfactorio.

Técnica de corte bajo el agua.

  1. Antorcha. La antorcha usada en el corte bajo el agua es una antorcha de corte completamente aislada con celuloide, que utiliza el proceso de corte de arco eléctrico y oxígeno usando un electrodo tubular impermeabilizado aislado y cubierto de acero. La misma utiliza una pinza portapieza del tipo retorcido para sujetar el electrodo e incluye una palanca de válvula de oxígeno y conexiones para mantener la punta de soldar y la manguera de oxígeno. La antorcha está equipada para sostener hasta un electrodo tubular de 7,9 mm. En este proceso, el arco es obtenido normalmente y el oxígeno es alimentado a través del agujero central del electrodo para proporcionar el corte. Las mismas conexiones eléctricas mencionadas arriba son empleadas.
  2. Las técnicas de soldadura incluyen avisar al ayudante de superficie a cerrar el seccionador eléctrico cuando la soldadura comienza. La técnica de boya es empleada usando el sistema viaje de tironeo. Cuando el electrodo es consumido, el soldador debe dar la señal de “corte de corriente” al ayudante quien debe abrir la llave seccionadora. “Conectar corriente” es señalado cuando un nuevo electrodo es posicionado contra el trabajo. La corriente debe ser conectada sólo cuando el electrodo está contra el objeto de trabajo; cabe indicar que este tipo de indicaciones es básico y tradicional, ya que actualmente es mas probable el trabajador bajo el agua esté conectado mediante sistemas electrónicos al ayudante en superficie.
  3. Los electrodos de acero usados para corte bajo el agua deberán ser de 356 mm de largo con 7,9 mm de diámetro externo y aproximadamente 2,845 mm de diámetro interno de agujero. El electrodo debe tener un recubrimiento de flujo extruido y ser completamente impermeable para trabajos bajo el agua. Una corriente de soldadura de 275 a 400 amperios da el mejor resultado con los electrodos de acero. Cuando se usan electrodos de grafito o carbón, una corriente de 600 a 700 amperios es requerida con un ajuste de voltaje alrededor de 70.
  4. Cuando se trabaja debajo del agua, el corte es iniciado colocando la punta del electrodo en contacto con la pieza de trabajo. Presione la palanca de oxígeno ligeramente y  pida corriente. Cuando el arco es establecido, la presión predeterminada de oxígeno es liberada (punto e- debajo) y el metal es seccionado. El electrodo es luego mantenido en contacto en forma continua con la pieza de trabajo, cortando a la mayor velocidad a la cual la penetración completa pueda ser mantenida. El electrodo deberá mantenerse a un ángulo de 90º con respecto a la pieza de trabajo. Cuando el electrodo es consumido, la corriente es desconectada. Un nuevo electrodo es posteriormente insertado, y el mismo procedimiento es repetido hasta que el corte sea finalizado.
  5. La presión normal predeterminada de oxígeno requerida para corte debajo del agua para un espesor de placa dada es la presión de corte normal requerida en el corta al aire normal mas la profundidad en pies multiplicada por 0,445. Como ejemplo, una placa de 57,15 mm (2 ¼ “) en corte normal al aire requiere 20 psi (138 kPa). Por lo tanto, a una profundidad de 3 m ( 10pies) bajo el agua, el siguiente resultado será alcanzado:

20 + (10 x 0,445) = 24 psi (165 kPa)

NOTA

El rango permisible de caída de presión en la línea de gas es 10 a 20 psi (69 a 138 kPa) por 100 pies (30 metros ) de manguera.

Técnica de soldadura bajo el agua.

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Lincoln Electric Welders WELDING CABLE 2 X 50 - KH567

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Lincoln Electric Welders GLOVES, GRAY ECON - KH641

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Lincoln Electric Welders 3inch DIA X1/4inch SHANK - KH277

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Lincoln Electric Welders .035inch NR-211MP 10# SPL - ED016354

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Lincoln Electric Welders 6inch X3/4inch - 60 GRIT - KH236

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Lincoln Electric Welders NOZZLE FOR MIG WIRE - KH725

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Lincoln Electric Welders .045 SUPARC L-56 12.5 - ED029042

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Lincoln Electric Welders CUT-TIP, 6290-0NX - 1501220

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Lincoln Electric Welders EASY-MIG 180 - K2698-1

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Lincoln Electric Welders 3/32 Flux Coat Braz Rod - KH481

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Lincoln Electric Welders WELD-TIP, OXY-ACET - 1600870

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Lincoln Electric Welders EXBR 11018 MR, 3/32/50 - ED031975

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Lincoln Electric Welders 3/16inch HOSE SPLICER - KH415

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Lincoln Electric Welders WELD-TIP, 23A90-0 - 1600840

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Lincoln Electric Welders F/1 CABLE W/3/8inch STUD - KH560

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Lincoln Electric Welders EASY-CORE 125 - K2696-1

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Lincoln Electric Welders 1/8inch Flux Coat Braze Rod - KH515

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Lincoln Electric Welders REG, 25-15C-510 - 3000380

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Lincoln Electric Welders A85 71T/1M/9M-H8.045/3 - ED031663

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Lincoln Electric Welders SINGLE FLINT REPLACE - KH571

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Lincoln Electric Welders GAG, 2inch 4000# STL CSE - 4302611

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Lincoln Electric Welders FILE BALL NOSE - KH103

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Lincoln Electric Welders REG, 601-15-200 - 3000295

Lincoln Electric Welders REG, 601-15-200 - 3000295

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Lincoln Electric Welders POINT A25 - 1inch ROUND - KH125

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Lincoln Electric Welders WELD-HANDLE, 85 - 1401340

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Lincoln Electric Welders WELD-TIP, OXY-ACET - 1600850

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Lincoln Electric Welders 1inch DIA X1/4inch SHANK - KH282

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Lincoln Electric Welders 3inch DIA W/5/8inch -11 CUP - KH290

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Lincoln Electric Welders 4-1/2inch X 5-1/4inch SHADE #9 - KH639

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Lincoln Electric Welders REG, 25-100C-540 - 3000510

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Lincoln Electric Welders POINT A23 - 3/4inch X 1inch - KH119

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Lincoln Electric Welders NOZZLE FOR FLUX-COR - KH726

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Lincoln Electric Welders FLT SOAP STONE HOLD - KH791

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Lincoln Electric Welders FLTWLD 7014-5/32/50 - ED010193

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Lincoln Electric Welders 1/4inch HOSE FERRULE - KH418

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Lincoln Electric Welders 2inch X 4-1/4inch LENS #9 - KH628

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Lincoln Electric Welders MAGNETIC HOLDER L - KH921

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Lincoln Electric Welders .045 NSHLD NR211MP/10 - ED016363

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Lincoln Electric Welders 1/8x14 6011 50# EO CAN - ED010105

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Lincoln Electric Welders Ferroweld, 1/8, 1# - ED031542

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Lincoln Electric Welders CONECTR, 1/4inch ID OXY - 9001598

Lincoln Electric Welders CONECTR, 1/4inch ID OXY - 9001598

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Lincoln Electric Welders E71TG Flux Core .045/10 - ED026090

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Lincoln Electric Welders FLTWLD 6013-5/32/50 - ED010165

Lincoln Electric Welders FLTWLD 6013-5/32/50 - ED010165

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Lincoln Electric Welders MAGNET HOLDER M - KH920

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Lincoln Electric Welders B MAX 308LSi .030/25 - ED023961

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Lincoln Electric Welders SUP GLZ ER4043 .035 1 - ED030308

Lincoln Electric Welders SUP GLZ ER4043 .035 1 - ED030308

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Lincoln Electric Welders FLTWLD 6010-1/8-50 - ED010278

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Lincoln Electric Welders FLTWLD 6011, 5/32/50 - ED028154

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Lincoln Electric Welders BRUSH 3inch X 19inch CARBON - KH584

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Lincoln Electric Welders 3inch X 19inch SS Wire Brush - KH586

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Lincoln Electric Welders POINT A24 - 1/4inch X 3/4inch - KH124

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Información general. La soldadura bajo el agua ha sido restringida a operaciones de salvataje y trabajo de reparación de emergencia. La misma está limitada a profundidades debajo de la superficie no mayores que los 9 metros. Debido a la exploración de alta mar, perforación y recuperación de gas y petróleo, es necesario colocar y reparar cañerías debajo del agua y la porción que corresponda a plataformas de perforación y producción que esté debajo del agua. Existen dos categorías principales de soldadura bajo el agua; soldadura en un ambiente húmero y soldadura en un ambiente seco.

La soldadura en el ambiente húmero es usada primordialmente para reparaciones de emergencia u operaciones de salvataje. La pobre calidad de las soldaduras hechas es la humedad es debido a la transferencia de calor, visibilidad del soldador y la presencia de hidrógeno en la atmósfera del arco durante la soldadura. Al estar completamente rodeada por el agua en el área del arco, la elevada temperatura reduciendo la calidad del metal de soldadura es suprimida, y no existe calentamiento del metal base en la soldadura. El área del arco está compuesta de vapor de agua. La atmósfera de hidrógeno y el oxígeno del vapor de agua es absorbida en el metal de soldadura fundido. El mismo contribuye a la porosidad y la formación de escorias con hidrógeno. Además los soldadores que trabajan bajo el agua están restringidos en la manipulación del arco de la misma manera que en la superficie. Estos están además restringidos por la baja visibilidad debido a su equipo y los contaminantes del agua, mas aquellos generados en el arco. Bajo las condiciones mas ideales, las soldaduras producidas en ambiente húmedo con electrodos recubiertos son marginales. Las mismas pueden ser usadas por cortos períodos de tiempo según sea necesario, pero deben ser reemplazadas con soldaduras de calidad tan pronto como sea posible. La soldadura bajo agua en zona húmeda es mostrada en la figura siguiente.

El gabinete de la máquina de soldare debe estar puesto a tierra en el barco. El circuito de soldadura debe incluir un tipo positivo de llave seccionadora, usualmente del tipo cuchilla accionada desde la superficie y comandada por el buzo soldador. La llave cuchilla en el circuito del electrodo debe ser capaz de cortar toda la corriente de soldadura y es usada por razones de seguridad. La potencia de soldadura deberá estar conectada al soporte del electrodo sólo durante la soldadura. Se usa corriente continua con electrodo negativo (polarización directa). Soportes especiales de electrodo de soldadura con aislación extra contra el agua son usados. El soporte de electrodo de soldadura bajo agua utiliza un cabezal del tipo retorcido para sujetar al electrodo, el mismo acomoda dos tipos de electrodos. El tamaño del electrodo usado normalmente es de 4,8 mm; sin embargo, electrodos de 4 mm pueden además ser usados. Los electrodos deben estar impermeabilizados antes de la soldadura, lo que se hace envolviéndolos con cinta impermeable o sumergiéndolos en mezclas especiales de silicato de sodio y dejándolos secar. También están los electrodos comerciales. Las puntas de soldadura y trabajo exceden los 900 metros, y deben ser paralelas. Con puntas paralelas al soporte del electrodo, los últimos 0,9 metros deben formar un cable único. Todas las conexiones deben estar completamente aisladas, de manera que el agua no pueda entrar en contacto con las partes metálicas. Si la aislación tiene pérdidas, el agua marina entrará en contacto con el metal conductor y parte de la corriente se perderá y no estará disponible en el arco. Adicionalmente, se producirá un rápido deterioro del cable de cobre en el punto de la pérdida. La punta de trabajo deberá estar conectada a la pieza que está siendo soldada dentro de los 0,9 metros del punto de soldadura.

Figura: Disposición de la soldadura bajo el agua.

La soldadura en zona seca (ambiente seco) produce soldaduras de juntas de buena calidad que cumple con los requerimientos de rayos X y de los códigos de soldadura. La soldadura de gas con arco de tungsteno produce juntas soldadas que cumplen con los requerimientos de calidad. La misma es usada a profundidades de hasta 60 metros para unir cañerías. Las soldaduras resultantes cumplen con los requerimientos de rayos X y de soldadura en general. La soldadura de gas de arco en metal es el mejor proceso para soldadura submarina en zona seca. La misma es un proceso en todas las posiciones y puede ser adoptada en profundidades de hasta 55 metros. Existen dos tipos básicos de soldadura bajo agua en zona seca. Una involucra una gran cámara de soldadura  o hábitat, que proporciona al buzo soldador con todo el equipamiento necesario en un ambiente seco. El habitar se encuentra sellado alrededor de la parte soldada. La mayoría de este trabajo está relacionado con cañerías, y el hábitat está sellado a la cañería. La base de la cámara está expuesta al agua y está cubierta por una malla. La presión atmosférica dentro de la cámara es igual a la presión del agua a la profundidad operativa.

La corriente continua deberá ser usada para soldadura sumergida, y una de 400 amperios tendrá generalmente  capacidad suficiente. Para producir soldaduras satisfactorias debajo del agua, el voltaje será de aproximadamente 10 voltios y la corriente de aproximadamente 15 amperios arriba de los valores usados para ordinaria.

El procedimiento recomendado para soldadura sumergida es simplemente una técnica de toque. El electrodo es mantenido en su posición ligeramente en contacto con la pieza de trabajo, de manera que el crisol formado por el recubrimiento en el extremo del electrodo actúe como un espaciador de arco. Para producir un cordón de soldadura de 12,7 mm por 25,4 mm de electrodo consumido en soldadura tipo T o tipo junta de solape, el electrodo es mantenido a aproximadamente 45 grados en la dirección de desplazamiento y a un ángulo de aproximadamente 45 grados a la superficie que está siendo soldada. Para incrementar o disminuir el tamaño de la soldadura, el ángulo guía puede ser disminuido o incrementado. El mismo procedimiento se aplica a la soldadura en cualquier posición. En soldadura vertical, el trabajo desde la parte superior hasta la inferior es recomendado.

  • La técnica de toque tiene las siguientes ventajas:
  • La misma hace la velocidad de  desplazamiento mas fácil de controlar
  • Produce superficies de soldaduras uniformes casi automáticamente
  • Proporciona una buena estabilidad de arco
  • Permite al buzo decidir donde la visibilidad es mala o la posición de trabajo es incómoda.
  • Reduce la inclusión de escorias al mínimo
  • Asegura una buena penetración

En general, los electrodos mas largos son usados en la soldadura bajo agua que los empleados en la soldadura normal. Por ejemplo, al soldar hacia abajo sobre sobre un recubrimiento vertical sobre un material de 3,2 a 4,8 mm, un electrodo de 3,2 a 4,0 mm sería usado normalmente al aire libre. Sin embargo, un electrodo de 4,8 a 5,6 mm es recomendado para el trabajo bajo el agua debido a que la acción de enfriamiento del agua refrigera el depósito mas fácilmente. Mayores regímenes de deposición son además posibles por la misma razón. Usualmente las junta T y de solapas son usadas en operaciones de salvataje, debido a que son mas fáciles de preparar  y proporcionan una ranura natural para guiar al electrodo. Estas características son importantes bajo las difíciles condiciones de trabajo encontradas bajo el agua. La escoria es liviana y tiene muchas cualidades no adherentes. Esto significa que la turbulencia del agua es generalmente suficiente para quitarla. El uso de herramientas de limpieza no es necesario. Sin embargo, donde pasos múltiples de la mayor calidad son requeridos, cada paso debería ser cuidadosamente limpiado antes de que el próximo sea depositado

Los amperajes dados en la tabla siguiente son para profundidades de hasta 15,2 metros.

Tabla : Corrientes de soldadura recomendadas
Diámetro del electrodo ( en pulgadas ) Amperios Voltios

A medida que la profundidad aumenta, el amperaje debe ser elevado de 13 a 15 porciento para cada 15,2 metros adicionales. Por ejemplo, el electrodo de 4,8 mm a 61 metros requerirá aproximadamente 325 amperios para asegurarse la estabilidad de arco apropiada.

Corte bajo agua con soplete oxiacetilénico

Información general : El corte bajo agua es llevado a cabo mediante el uso de una antorcha oxiacetilénica con un tubo cilíndrico alrededor de la punta de antorcha a través de la cual un chorro de aire comprimido es soplado. Los principios del corte bajo el agua son los mismos que el corte en cualquier lugar, excepto que el hidrógeno es usado preferentemente sobre el acetileno debido a la mayor presión requerida en hacer los cortes a grandes profundidades. El oxiacetileno puede ser usado en profundidades de hasta 7,6 metros de profundidad, a profundidades mayores que los 7,6 metros, se requiere el uso de  gas hidrógeno.

Técnica de corte.

  1. Fundamentalmente, el corte bajo agua es virtualmente el mismo que cualquier corte manual empleado en tierra. Sin embargo, la antorcha usada es algo diferente. La misma requiere un tubo alrededor de la antorcha de manera que el aire o el gas a presión pueda ser usado para crean un bolsillo de gas. Esto inducirá un valor extremadamente alto de calor en el área de trabajo, ya que el agua disipa el calor mas rápido que el aire. La llama de precalentamiento debe ser protegida del contacto con el agua. Por lo tanto, mayores presiones son usadas a medida que los niveles de agua se profundizan (aproximadamente 0,45 kg por cada 0,6 metros de profundidad ). Los ajustes de presión inicial son los siguientes:
Oxígeno ----------------------------- 413,7 – 586,1 kPa
Acetileno ----------------------------- 82,7 – 103,4 kPa
Hidrógeno ----------------------------- 241,3 – 310,3 kPa
Aire comprimido ----------------------------- 241,3 – 344,8 kPa

 

  • Mientras que la operación misma de corte es similar a la del trabajo en tierra, pocas diferencias son evidentes. Algunos buzos encienden y ajustan la llama antes de descender. Existen, sin embargo, un dispositivo eléctrico de chispa de encendido que es usado para la ignición bajo el agua. Este dispositivo produce un poco de explosión, pero no es peligroso para el operario.
  • Al comenzar a precalentar el metal a ser cortado, la antorcha deberá ser mantenida de manera que el anillo superior de la campana toque el metal. Cuando el metal está suficientemente caliente para iniciar el corte, la campana deberá mantenerse firmemente presionada sobre el metal dado que el aire comprimido de desplazará con el oxígeno a alta presión y escapará por la ranura. Bajo estas circunstancias, los gases precalentados evitaran el “enfriamiento” indebido del agua circundante. Ningún soldador en la tierra pondría una mano sobre la punta de la antorcha al realizar el corte. Sin embargo, esto es precisamente lo que el buzo haría bajo agua, ya que la punta, campana y antorcha sólo se calentarán ligeramente en la profundidad del agua. El buzo, al colocar la mano izquierda alrededor del cabezal de la antorcha, puede mantener la misma en forma firme y manipularla mas fácilmente.
  • Debido a la rápida disipación del calor, es esencial que el corte sea iniciado cortando un agujero a cierta distancia del borde exterior de la placa. Luego de que el corte se ha hecho, un corte vertical u horizontal puede ser suavemente continuado. Un buzo que no ha trabajado previamente en cortes bajo agua, debe hacer cortes de prueba antes de usar eficientemente la antorcha de corte de inmersión.

 

 

 

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