水下焊接由于水的存在,使焊接过程变得更加复杂,并且会出现各种各样陆地焊接所未遇到的问题,目前,世界各国正在应用和研究的水下焊接方法种类繁多,应用较成熟的是电弧焊。随着水下焊接技术的发展,除了常用的湿法水下焊接、局部干法水下焊接和干法水下焊接以外,又出现了一些新的水下焊接方法。但是,从各国海洋开发的前景来看,水下焊接的研究远远不能适应形势发展的需要。因此,加强这方面的研究,无论是对现在或将来,都将是一项非常有意义的工作。
下热切割法是利用热源对金属进行加热,或在纯氧气中燃烧,使金属熔化,并采取某种措施将熔化金属或熔渣去除而形成切口的切割方法,如水下氧-火焰切割、水下电弧切割、水下电弧-氧切割等。
热切割法又可分为氧化切割法、熔化切割法及熔化-氧化切割法。氧化切割法是先利用火焰将待割金属预热到燃点,然后供氧气使金属燃烧,并吹掉熔渣而形成切口的切割方法,如水下氧-火焰切割。熔化切割法是利用热源将待割金属熔化,靠熔化金属自重或采取某种措施将熔化金属及熔渣除掉而形成切口的切割方法,如水下等离子切割、熔化极气体保护切割及熔化极水喷射切割等。熔化-氧化切割法是利用热源对待割金属预热使其熔化,然后供氧使金属燃烧,并将燃烧产生的熔渣及剩余的熔化金属吹掉而形成切口的切割方法,如水下电弧-氧切割、热割矛切割及热割缆切割。
干法焊接
这是采用大型气室罩住焊件、焊工在气室内施焊的方法,由于是在干燥气相中焊接,其安全性较好。在深度超过空气的潜入范围时,由于增加了空气环境中局部氧气的压力,容易产生火星。因此应在气室内使用惰性或半惰性气体。干法焊接时,焊工应穿戴特制防火、耐高温的防护服。
与湿法和局部干法焊接相比,干法焊接安全性最好,但使用局限性很大,应用不普遍。
局部干法焊接
局部干法是焊工在水中施焊,人为地将焊接区周围的水排开的水下焊接方法,其安全措施与湿法相似。
由于局部干法还处于研究之中,因此使用尚不普遍。
水下焊接的特点:
水下环境使得水下焊接过程比陆上焊接过程复杂得多,除焊接技术外,还涉及到潜水作业技术等诸多因素,水下焊接的特点是:
1、可见度差,水对光的吸收、反射和折射等作用比空气强得多,因此,光在水中传播时减弱得很快。另外焊接时电弧周围产生大量气泡和烟雾,使水下电弧的可见度非常低。在淤泥的海底和夹带沙泥的海域中进行水下焊接,水中可见度就更差了。
2、焊缝含氢量高,氢是焊接的大敌,如果焊接中含氢量超过允许值,很容易引起裂纹,甚至导致结构的破坏。水下电弧会使其周围水产生热分解,导致溶解到焊缝中的氢增加,水下焊条电弧焊的焊接接头质量差与氢含量高是分不开的。
3、冷却速度快,水下焊接时,海水的热传导系数高,是空气的20倍左右。若采用湿法或局部法水下焊接时,被焊工件直接处于水中,水对焊缝的急冷效果明显,容易产生高硬度淬硬组织。因此,只有采用干法焊接时,才能避免冷效应。
4、压力的影响,随着压力增加,电弧弧柱变细,焊道宽度变窄,焊缝高度增加,同时导电介质密度增加,从而增加了电离难度,电弧电压随之升高,电弧稳定性降低,飞溅和烟尘增多。
5、连续作业难以实现,由于受水下环境的影响和限制,许多情况下不得不采用焊一段,停一段的方法进行,因而产生焊缝不连续的现象。