水下焊接特点
(1) 水下环境对焊接过程的影响 水下环境使得焊接过程比陆上焊接复杂得多,除焊接技术本身外,还涉及到潜水作业技术等诸多因素。
1) 能见度差 由于水对光线的吸收、反射、及折射等作用,使光线在水中的传播能力显著减弱,只及在大气中的千分之一左右。采用湿法水下焊接或国外通常用的局部干法焊接时, 电弧周围产生气泡的影响,潜水焊工很难看清焊接熔池状态,妨碍了焊接技术的正常发挥。
2) 急冷效应 海水的热传导系数较高,约为空气的 20 倍左右。即使是淡水,其热传导系数也为空气的个几倍。若采用湿法或局部干法水下焊接时,被焊工件直接处在水中,水对焊缝的急冷效应极明显,容易产生高硬度的淬硬组织。只有采用干法焊接时,才能避免急冷效应。
3) 增加了焊缝含氢量 湿法水下焊接时,电弧周围的水被电弧热分解产生大量的氢和氧,使电弧气氛中φ(H) 高达 62 %~ 82 %,则熔池中溶解或吸附大量的氢。致使焊缝金属含氢量达 20 ~ 70mL / 100g 的范围内,高于陆上焊接的数倍 。 高压干法水下焊接时,虽然工件不直接处在水中,但电弧气氛压力高,氢的溶解度大,也比陆上相同焊接方法焊接的焊缝含氢量高 。只有常压干法水下焊接与陆上焊接相似。
水下热切割法是运用比较广泛的一种切割办法,占水下切割总量的90%以上。在水下切割工件时,有必要考虑热源本身在周围介质中的大量消耗。而水下切割与陆地切割较明显的差异在于空气是活动的气体混合物,而水是适当黏滞且细密的液体,空气有助燃性而水具有阻燃性。水的热容量和热传导性大于空气,这使得在水中加热物体比在空气中艰难,而且物体在水中的冷却速度也比在空气中的快几倍。
水下冷切割法无热效应,无热应力和热影响区,不改变被加工数据的原材料和功能;可以机械化,切割能力多,切割质量好;操作简单;切割过程无灰尘,对环境无污染,无火灾风险。但切割速度慢,功率低;通常设备巨大,投资大。
水下切割技能虽品种繁复,但根据其基本原理和切割状况不一样,大体上可分为两大类,即水下热切割法和水下冷切割法。
水下切割过程多从被切割工件的边缘开始,直到中间切割;但有时受结构特点或环境的限制,需要从中间切割。从工件边缘开始切割时,首先将切割条的端部接触工件边缘,垂直于切割面,将切割条的内孔骑在工件边缘的棱线上,然后输送电弧。采用接触法引弧,开始时不要移动割条,待工件边缘形成凹口后再慢慢向中间移动,开始正常切割;也可以在边缘附近(离边缘线不超过10mm)引弧,引弧后迅速向边缘移动,使边缘口形成凹口,然后逐步向中间切割。
从中间切割时,比从边缘切割更容易。先将切割端部接触工件,使其与工件的切割面成80~85°的角度,然后采用接触法或划痕法引弧。引弧后保持原地不动,直至割穿后再开始正常切割。
一般而言,水下作业过程多从用光纤激光切割铸铁件的边缘开始,向中心光纤激光切割,直至断裂;但有时由于结构特点或地理环境的限制,需要从中心开始用光纤激光切割。当从铸铁件边缘开始用光纤激光切割时。
开始时,切割条的端部接触铸铁件的边缘,空间为四边形光纤激光切割面,使切割条的内孔进入铸铁件的边缘凸线,然后重合闸起弧。采用接触法引弧,开始时无需移动切割条,直到铸铁件边缘形成凹形口,然后慢慢向中心移动。
一开始所有正常的光纤激光切割;也可以在边缘附近(离边缘不超过10超过10毫米)引弧,引弧后迅速向边缘移动,使边缘形成凹口,然后慢慢向中心切割光纤激光。从中心开始切割光纤激光比从边缘开始切割光纤激光容易。