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水下焊接的作用與各類方法

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水下焊接的作用與各類方法
水下焊接的作用與各類方法
水下焊接的作用與各類方法
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編輯時間 : 2019-10-31
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  水下焊接,顧名思義就是在水中進行的焊接。這種焊接最初應用于海難救撈和艦船水線以下部位的應急搶修。20世紀60年代以后,由于海洋石油開采,需要興建海底油庫、敷設輸油管道,組裝采油平臺等,水下焊接技術得到發展。


  水下焊接由于水的存在,使焊接過程變得更加復雜,并且會出現各種各樣陸地焊接所未遇到的問題,目前,世界各國正在應用和研究的水下焊接方法種類繁多,應用較成熟的是電弧焊。隨著水下焊接技術的發展,除了常用的濕法水下焊接、局部干法水下焊接和干法水下焊接以外,又出現了一些新的水下焊接方法。但是,從各國海洋開發的前景來看,水下焊接的研究遠遠不能適應形勢發展的需要。因此,加強這方面的研究,無論是對現在或將來,都將是一項非常有意義的作。


  作用

  水下焊接與切割是水下工程結構的安裝、維修施工中不可缺少的重要工藝手段。它們常被用于海上救撈、海洋能源、海洋采礦等海洋工程和大型水下設施的施工過程中。

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  方法

  水下焊接有干法、濕法和局部干法三種。


  干法焊接

  這是采用大型氣室罩住焊件、焊工在氣室內施焊的方法,由于是在干燥氣相中焊接,其安全性較好。在深度超過空氣的潛入范圍時,由于增加了空氣環境中局部氧氣的壓力,容易產生火星。因此應在氣室內使用惰性或半惰性氣體。干法焊接時,焊工應穿戴特制防火、耐高溫的防護服。

  與濕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,應用不普遍。

  干法焊:把焊接部位和焊工密封在一個排除水的壓力艙內,在氣相環境中進行焊接。干法焊接分為高壓干法焊接和大氣壓干法焊接。主要使用手工電弧焊、鎢極惰性氣體保護電弧焊。接頭性能可與陸地焊接接頭性能相等。水下干法焊因設備復雜、造價昂貴、并受工件形狀和尺寸限制,一般只限于高質量構件的焊接。


  局部干法焊接

  局部干法是焊工在水中施焊,人為地將焊接區周圍的水排開的水下焊接方法,其安全措施與濕法相似。

  由于局部干法還處于研究之中,因此使用尚不普遍。

  主要采用氣體保護半自動焊,在焊接部位進行排水,造成一個局部氣相區,使焊接過程穩定。局部干法焊接的接頭質量優于濕法焊接,且不需要大型設施,適應性也較強。


  濕法焊接

  濕法焊接是焊工在水下直接施焊,而不是人為地將焊接區周圍的水排開的水下焊接方法。

  電弧在水下燃燒與埋弧焊相似,是在氣泡中燃燒的。焊條燃燒時焊條上的涂料形成套筒使氣泡穩定存在,因而使電弧穩定,如圖所示。要使焊條在水下穩定燃燒,必須在焊條芯上涂一層一定厚度的涂藥,并用石蠟或其他防水物質浸漬的方法,使焊條具有防水性。氣泡由氫、氧、水蒸氣和由焊條藥皮燃燒產生的氣泡;渾濁的煙霧生的其他氧化物。為克服水的冷卻和壓力作用造成的引弧及穩弧困難,其引弧電壓要高于大氣中的引弧電壓,其電流較大氣中焊接電流大15%~20%。

  濕法焊:直接在水中進行焊接。主要采用手工電弧焊。水下焊焊條藥皮外表涂防水層,在熔化過程中放出大量氣體排開焊接電弧周圍的水使焊接過程穩定。水下電弧氣氛中含氫量高,水對焊接接頭的冷卻作用劇烈,接頭容易產生硬脆現象和氫裂。在一般情況下接頭強度和塑性分別約為陸上焊接時的80%和50%,只適用于水中非受力金屬結構件的安裝、維修和應急修補。


  水下濕法焊接與干法和局部干法焊接相比,應用最多,但安全性最差。由于水具有導電性,因此防觸電成為濕法焊接的主要安全問題之一。


水下堵漏
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