水下焊接基本描述
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科技名词定义中文名称:水下焊接英文名称:underwater welding定义:在水下焊接金属的工艺。
应用学科:海洋科技(一级学科);海洋技术(二级学科);海洋工程(三级学科。
)水下焊接水下焊接与切割是水下工程结构的安装、维修施工中不可缺少的重要工艺手段。
它们常被用于海上救捞、海洋能源、海洋采矿等海洋工程和大型水下设施的施工过程中。
1.1湿法水下焊接湿法水下焊接具有设备简单、成本低廉、操作灵活、适应性强等优点,最常用的是焊条电弧焊和药芯焊丝电弧焊。
目前,国内外都有采用水下湿法焊条电弧焊技术进行水下焊接施工的范例。
例如,英国T.ⅣI与乌克兰巴顿研究所成功开发r 7套水下湿法药芯焊丝焊接的送丝机构、控制系统及其焊囱Water Power V01.35.No.3接工艺:我国刘桑、钟继光等人开发了一种药芯焊丝微型排水罩水下焊接方法。
使电弧能稳定地燃烧:梁明等采用Bub.bIe函数过零点检测来提取焊缝图像边缘的小波多尺度方法.较好地保持r焊缝边缘细节.并在焊缝检测中获得较好的效果。
在焊条方面。
比较先进的有英国的Hydro weld FS水下焊条.德国Hanover大学所开发的双层自保护药芯焊条。
另外,Stephen“u等人在焊条药皮中加入Mn,Ti,B和稀土元素,改善了焊接过程中的焊接性能,细化r焊缝微观组织。
1.2局部干法水下焊接干法水下焊接自20世纪60年代发展以来.其种类包括局部排水熔化极惰性气体保护焊的MIG焊接、钢刷式水下焊接、十点式焊接等等。
20世纪70年代哈尔滨焊接研究所.通过对C0:气体排水的研究,成功研制了LD—CO,焊接方法.在国内进行了多次成功施焊:张旭东等人采用填丝热导焊的方法证明了在良好保护条件下的水下焊缝的力学性能收稿日期:2008一11一06基金项目:国家自然科学基金资助项目(50779053)作者简介:白涛(1983一),男,陕西扶风人。
硕士研究生,研究方向为水资源系统工程.万方数据第35卷第3期白涛,等:水下焊接技术在水利工程中的应用和在大气中的一致。
水下焊接1. 简介水下焊接是一种特殊的焊接技术,主要用于在水下环境中进行焊接作业。
水下焊接通常用于海洋工程、油井维修、船舶维修和水下结构修复等领域。
水下焊接的目标是在水下环境中实现高质量的焊接连接,以确保结构的安全和可靠性。
2. 水下焊接的挑战与地面焊接相比,水下焊接面临着许多挑战和困难。
以下是一些水下焊接中常见的挑战:2.1 水压在水下环境中,水的压力是一个重要的影响因素。
高水压可能导致焊接工作的困难,因为焊工必须在受到水压的情况下完成焊接任务。
此外,水压还会对焊缝的密封性和质量产生影响。
2.2 腐蚀水下环境中存在许多腐蚀性物质,如盐水和海水。
这些腐蚀性物质可能对焊缝的质量和寿命产生负面影响。
因此,在水下焊接过程中需要采取特殊的措施来防止腐蚀。
2.3 视觉问题水下环境的能见度通常较低,尤其是在深海环境中。
这对焊工的视觉和操作造成了困难。
为了解决这个问题,通常使用潜水员或者水下摄像设备来提供视觉支持。
2.4 温度控制水下环境的温度通常较低,这会对焊接过程中的金属材料产生影响。
焊接时必须加热金属部件以确保焊缝的质量和可靠性。
3. 水下焊接技术为了克服水下焊接的挑战,发展了多种水下焊接技术。
以下是一些常见的水下焊接技术:3.1 干式焊接干式焊接是一种在水下环境中进行焊接的常用技术。
在干式焊接过程中,焊工通过在焊接区域周围创建一个干燥的空气腔来隔离焊接区域。
这种技术可以显著减少水压对焊接过程的影响,并提供良好的视野。
3.2 潜水焊接潜水焊接是使用潜水员进行的一种水下焊接技术。
潜水员通过佩戴特殊的潜水装备,进入水下环境进行焊接作业。
这种技术具有较高的灵活性和控制性,适用于复杂的焊接任务。
3.3 自动焊接自动焊接是使用机器人进行的一种水下焊接技术。
机器人可以在水下环境中执行精确的焊接任务,确保焊缝的质量和一致性。
自动焊接技术可以减少对潜水员的依赖,提高焊接效率和安全性。
4. 水下焊接的应用水下焊接在许多领域中都有重要的应用,下面是一些常见的水下焊接应用:4.1 海洋工程水下焊接在海洋工程中是至关重要的。
水下焊接方法水下焊接是一种在水下环境中进行的特殊焊接方法。
它广泛应用于海底油气勘探、海洋工程、船舶维修等领域,具有重要的指导意义。
本文将全面介绍水下焊接的原理、设备和操作流程,帮助读者对水下焊接有更深入的了解。
水下焊接的原理是利用电弧在水下产生足够高的温度,使金属材料达到熔化状态,从而实现焊接。
由于水具有强电导性和良好的热传导性,水下焊接相较于常规焊接要面临更大的挑战。
因此,水下焊接需要使用专门的设备和技术。
水下焊接设备包括水下焊枪、功率供应系统、水下焊材等。
水下焊枪通常由防水外壳和电极头组成,确保焊接过程中电极头不与水接触。
功率供应系统主要用于提供足够的电流和电压,以维持良好的焊接效果。
水下焊材一般采用特殊涂层的焊条或焊丝,能够在水下环境中稳定燃烧并产生足够的热量。
水下焊接的操作流程也需要特殊的技巧和注意事项。
在进行水下焊接前,首先需要做好准备工作,包括清理焊接区域、保护材料和防止水进入焊接区域。
接下来,焊工需要确保焊枪与焊接区域紧密接触,并适时进行稳定的焊接动作。
焊接过程中还需要注意控制焊接电流、电压和焊接速度,以确保焊缝质量。
在水下焊接中,还存在一些常见的问题和解决方法。
例如,水下焊接会产生大量的气泡和气溶胶,影响焊接区域的稳定性。
为解决这个问题,可以通过控制焊接动作和环境气体流动来减少气泡和气溶胶的产生。
此外,水下焊接还常常面临氧化、腐蚀和热应力等挑战,需要采取一系列的防护措施和材料选择来保证焊缝的质量和可靠性。
综上所述,水下焊接是一项困难而重要的技术,具有广泛的应用前景。
通过深入了解水下焊接的原理、设备和操作流程,我们可以更好地掌握水下焊接技术,提高工作效率,并避免潜在的安全问题。
期望本文能够为读者提供一些有益的指导和启发。
湿法水下焊接的原理
湿法水下焊接是一种在水下进行的焊接技术,其原理是利用在水下进行焊接时产生的电弧和热量来熔化和连接金属材料。
具体原理如下:
1. 水下焊接设备:湿法水下焊接需要使用特殊的水下焊接设备,包括水下电焊机和水下焊接电缆等。
2. 水的阻挡作用:水对电流的传导性能较差,因此水下焊接中产生的电流主要集中在焊接接头及附近的金属材料上,形成局部高温区域,从而熔化金属。
3. 水的冷却作用:水具有良好的导热性能,能够迅速冷却焊接区域的金属,使其迅速凝固并形成焊缝。
4. 防护措施:由于水下存在氧气和水蒸气等气体,容易造成氧化和气孔等质量缺陷,因此需要在焊接过程中采取防护措施,如采用药剂覆盖焊接区域。
总结来说,湿法水下焊接的原理是利用水下电弧的热量和电流通过电焊机传导到焊接材料上,熔化并连接金属,在水的冷却作用下形成焊缝。
水下焊接的原理及应用1. 简介水下焊接是一种在水下环境中进行的焊接工艺。
相比于陆地焊接,水下焊接面临着更多的挑战,但也具有独特的应用优势。
本文将介绍水下焊接的原理以及其在不同领域的应用。
2. 水下焊接的原理水下焊接主要依靠以下原理来实现:2.1 气泡抑制技术水下焊接过程中,焊接区域周围会形成大量气泡。
这些气泡会降低焊接质量并干扰焊接工人的视线。
因此,水下焊接中常采用气泡抑制技术。
通常是向焊接区域注入气体,以使气泡远离焊缝,从而提高焊接质量。
2.2 电弧焊接技术水下焊接主要采用电弧焊接技术。
电弧焊接是利用电流在电极和焊接材料之间形成电弧,通过高温使焊材熔化并与基材相结合。
在水下环境中,为了维持电弧的稳定和焊接质量,需要使用特殊的电弧焊接设备。
2.3 水下绝缘技术由于水的导电性,水下焊接要面临的一个挑战是如何避免电流泄漏。
为此,水下焊接中常采用绝缘技术来保护焊接工人的安全,并确保焊接质量。
这包括使用绝缘材料和合理设计焊接电路等措施。
3. 水下焊接的应用水下焊接在以下领域具有重要的应用价值:3.1 海洋工程水下焊接广泛应用于海洋工程领域。
海洋平台、海底管道、海底电缆等结构的建设和维护都需要水下焊接技术。
水下焊接可以减少对现有结构的干扰,并且可以在水下环境中进行高效的维修和更换。
3.2 水下建筑水下焊接也被用于水下建筑领域,如海底油气管道、海底隧道等。
水下焊接技术可以保证建筑结构的完整性和稳定性,并且可以提高工作效率。
3.3 水下科考水下焊接在水下科考中也扮演重要角色。
科考船只的维修和改造都离不开水下焊接技术。
水下焊接可以帮助科考人员在水下环境中进行涉及器械、设备维修等工作。
4. 总结水下焊接是在水下环境中进行的一种特殊焊接工艺。
水下焊接的原理主要包括气泡抑制技术、电弧焊接技术和水下绝缘技术。
在海洋工程、水下建筑和水下科考等领域,水下焊接都具有重要的应用价值。
随着技术的不断进步,水下焊接将在更多领域得到广泛应用。
湿法水下焊接概述水下焊接是指在水下,对金属布局物进行焊接的一种专业技术。
水下焊接既存在水的影响又有高压的影响,因而水下焊接的技术、设备及其对质量的需求与陆地是有差异的。
当前,水下焊接的办法许多,大体可分为湿法水下焊接、干法水下焊接和部分水下焊接。
湿法水下焊接,即潜水员不采纳任何排水办法而直接施焊的办法。
选用这种办法,遇到的首要疑问是,可见性差、不易操控、冷却速度快、含氢量高级影响焊接接头质量。
1954年首要由美国提出干法水下焊接的概念,即把包含焊接部位在内的一个较广泛的范围内的水,焊接进程是在一个干的气箱环境中进行的。
这种办法存在的首要疑问:首要,要有一个大型舱室,但遭到水下焊接工件形状标准和方位的约束,适应性差,到当前为止,这种办法仅适用于海底管道之类形状简略的布局物的焊接;第二必须有一个保护、调理、监测、照明和安全操控的完好设备体系,本钱贵重;第三依然存在压力对焊接质量的影响,跟着水深的添加,焊接电弧被紧缩、弧柱变细,焊出来的焊道和熔宽变窄,焊缝构成变坏并简略构成缺点。
部分干法水下焊接:湿法水下焊接,设备简略,操作简略,本钱低价,但焊接质量差。
而干法水下焊接,尽管焊接质量较高,但本钱贵重,适应性差,却难以满意日益开展的海洋开发工作,所以大家又研讨出一种部分干法水下焊接。
这种焊接办法是把焊接部位周围部分水域的水,人为的排空,构成一个部分气箱区,使电弧在其间安稳焚烧。
与湿法比较,因焊接部位排除了水的搅扰,然后改进了接头质量。
与干法比较,又不需求那么巨大的设备体系。
所以这种水下焊接办法,是当前研讨的要点和方向。
但这种办法也有不足之处,即灵活性和适应性较差,焊接时间长,烟雾变浓,影响可见性。
由于要常常移动设备方位,焊缝接头处质量不太有确保。
海洋工程焊接技术海洋工程焊接技术是指在海洋工程建设中所应用的焊接技术,其特点是要适应海洋环境的严苛条件,确保焊接质量和工程安全。
本文将从焊接工艺、材料选择、焊接设备、质量控制和未来发展五个方面进行详细介绍。
一、焊接工艺1.1 浸渍弧焊技术:适合于海底管道、平台结构等大型海洋工程,能够保证焊接质量和可靠性。
1.2 水下湿焊技术:通过水下焊接设备实现水下焊接,适合于深海工程,需要考虑水压、水温等因素。
1.3 气氛调节焊接技术:在海洋环境中,焊接时要考虑海水腐蚀、湿气等因素,通过气氛调节焊接技术可以提高焊接质量。
二、材料选择2.1 耐海水腐蚀材料:在海洋环境中,材料需要具有良好的耐海水腐蚀性能,如使用耐海水腐蚀不锈钢。
2.2 耐高压、耐低温材料:海洋工程中,材料需要能够承受高压、低温等极端条件,如使用高强度钢材。
2.3 高温抗热材料:在海洋热液区域,需要使用能够反抗高温的材料,如耐热合金等。
三、焊接设备3.1 水下焊接设备:水下焊接设备需要具有防水、耐压等特性,确保水下焊接的安全和质量。
3.2 浸渍弧焊设备:浸渍弧焊设备需要具有高功率、稳定性等特点,确保大型海洋工程的焊接效果。
3.3 气氛调节设备:气氛调节设备需要能够调节焊接环境气氛,提高焊接质量和效率。
四、质量控制4.1 焊接工艺规范:海洋工程焊接需要遵循相关的焊接工艺规范,确保焊接质量和安全。
4.2 检测技术应用:利用超声波检测、X射线检测等技术对焊接接头进行检测,确保焊接质量符合标准。
4.3 质量管理体系:建立完善的质量管理体系,对焊接过程进行全程监控和记录,确保焊接质量可追溯。
五、未来发展5.1 自动化焊接技术:未来海洋工程焊接将趋向自动化,提高焊接效率和质量。
5.2 3D打印技术:未来可能应用3D打印技术进行海洋工程焊接,实现更精细化、个性化的焊接。
5.3 焊接机器人技术:未来可能引入焊接机器人技术,提高海洋工程焊接的精度和效率。
总结:海洋工程焊接技术在海洋工程建设中起着至关重要的作用,需要结合海洋环境的特点,选择合适的焊接工艺、材料和设备,加强质量控制,不断探索创新,推动海洋工程焊接技术的发展和进步。
在水下怎样进行焊接?
水下焊接是一种在水下进行焊接作业的工艺方法。
主要用于船舶打捞和水线以下船体的应急维修,以及码头和其他水工建筑钢材等金属结构的安装和修理。
分为水下湿式、水下干式和水下局部干式焊接法。
水下湿式焊接是指焊工和焊接件都处于水中,对焊件和焊接电弧不水下焊接是一种在水下进行焊接作业的工艺方法。
主要用于船舶打捞和水线以下船体的应急维修,以及码头和其他水工建筑钢材等金属结构的安装和修理。
分为水下湿式、水下干式和水下局部干式焊接法。
水下湿式焊接是指焊工和焊接件都处于水中,对焊件和焊接电弧不采取任何辅助屏蔽措施而直接进行焊接的方法。
主要方法是涂药焊条手工焊,优点是设备简单、操作方便、适应性好、不受接头及焊缝形状的限制,缺点是焊缝性能差、效率低。
水下干式焊接是指焊工和焊接件都处于干燥气体环境中进行焊接的方法。
根据焊接舱内的压力又分为高压干焊法和常压干焊法。
高压干焊在高压焊接舱内进行,目前应用的最大水下深度约300m ,焊接质量好于湿式焊接,但设备复杂,辅助时间长。
常压干焊在常压的焊接舱内进行,不受焊接深度的限制,但造价更高。
水下局部干式焊接法是指潜水员处于水中,把焊接部位周围局部区域的水排开的焊接方法。
这种方法综合了以上两种方法的优点,但可见度低、受潜水深度的限制。
水下干式装置示意图。
水下焊接主要工艺及水下焊接技术施工方案水下焊接是一种在水下环境中进行的特殊焊接工艺,已被广泛应用于海洋工程、船舶修理、海底管道等领域。
随着海洋资源开发的不断深入,水下焊接技术的研究和应用也越发重要。
本文将介绍水下焊接的主要工艺及施工方案。
水下焊接主要工艺水下焊接主要包括湿式焊接和干式焊接两种工艺。
湿式焊接湿式焊接是指在水下直接进行的焊接工艺。
在湿式焊接中,焊工需潜水装备,并在水下进行电弧焊接。
湿式焊接适用于水深较浅、工作环境比较清晰的情况下。
干式焊接干式焊接是指在水下通过干燥密封的工作室进行的焊接工艺。
在干式焊接中,焊工可以在相对干燥的环境下进行电弧焊接,提高了焊接效率和质量。
干式焊接适用于水深较深、水质较浑浊的情况下。
水下焊接技术施工方案设备准备在进行水下焊接前,需准备好各种设备,包括潜水装备、焊接设备、焊条、氧气瓶等。
施工环境准备在水下进行焊接前,需要对工作环境进行准备,包括清除杂物、保证工作区域清晰,确保焊接过程中的安全。
水下焊接操作1.在水下进行焊接时,焊工需保持稳定的姿势,控制好焊接电流和电压,保证焊接质量。
2.焊接时需注意周围环境,防止电气事故和水下作业意外发生。
3.焊接结束后,需要对焊接部位进行质量检查,确保焊接质量符合要求。
结束语水下焊接是一项挑战性较大的工艺,需要焊工具备专业知识和技能。
通过采取合适的水下焊接工艺及施工方案,可以有效提高焊接效率和质量,保证海洋工程及船舶修理的顺利进行。
希望本文所述内容对水下焊接技术的研究和应用能提供一定的帮助。
《水下焊接基本描述》(摘自百度)水下焊接概述水下焊接水下焊接与切割是水下工程结构的安装、维修施工中不可缺少的重要工艺手段。
它们常被用于海上救捞、海洋能源、海洋采矿等海洋工程和大型水下设施的施工过程中。
水下焊接方法水下焊接有干法、湿法和局部干法三种。
(一)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。
(二)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。
(三)湿法焊接湿法焊接是焊工在水下直接施焊,而不是人为地将焊接区周围的水排开的水下焊接方法。
电弧在水下燃烧与埋弧焊相似,是在气泡中燃烧的。
焊条燃烧时焊条上的涂料形成套筒使气泡稳定存在,因而使电弧稳定,如图8-1所示。
要使焊条在水下稳定燃烧,必须在焊条芯上涂一层一定厚度的涂药,并用石蜡或其他防水物质浸渍的方法,使焊条具有防水性。
气泡由氢、氧、水蒸气和由焊条药皮燃烧产生的气泡;浑浊的烟雾生的其他氧化物。
为克服水的冷却和压力作用造成的引弧及稳弧困难,其引弧电压要高于大气中的引弧电压,其电流较大气中焊接电流大15%~20%。
水下湿法焊接与干法和局部干法焊接相比,应用最多,但安全性最差。
由于水具有导电性,因此防触电成为湿法焊接的主要安全问题之一。
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。
水下焊接与切割的事故原因水下焊接与切割的致险因素的特点是:电弧或气体火焰在水下使用,它与在大气中焊接或一般的潜水作业相比,具有更大的危险性。
水下焊接与切割作业常见事故有:触电、爆炸、烧伤、烫伤、溺水、砸伤、潜水病或窒息伤亡。
事故原因大致有以下几点:(1>沉到水下的船或其他物件中常有弹药、燃料容器和化学危险品,焊割前未查明情况贸然作业,在焊割过程中就会发生爆炸。
(2)由于回火和炽热金属熔滴烧伤、烫伤操作者,或烧坏供气管、潜水服等潜水装具而造成事故。
(3)由于绝缘损坏或操作不当引起触电。
(4)水下构件倒塌发生砸伤、压伤、挤伤甚至死亡事故。
(5)由于供气管、潜水服烧坏,触电或海上风浪等引起溺水事故。
水下焊接与切割安全措施(一)准备工作水下焊接与切割安全工作的一个重要特点是:有大量、多方面的准备工作,一般包括下述几个方面:(1)调查作业区气象、水深、水温、流速等环境情况。
当水面风力小于6级、作业点水流流速小于0. 1 ^} 0. 3m/s时,方可进行作业。
(2)水下焊割前应查明被焊割件的性质和结构特点,弄清作业对象内是否存有易燃、易爆和有毒物质。
对可能坠落、倒塌物体要适当固定,尤其水下切割时应特别注意,防止砸伤或损伤供气管及电缆。
(3)下潜前,在水上,应对焊、割设备及工具、潜水装具,供气管和电缆、通讯联络工具等的绝缘、水密、工艺性能进行检查试验。
氧气胶管要用1. 5倍工作压力的蒸汽或热水清洗,胶管内外不得粘附油脂。
气管与电缆应每隔.5m捆扎牢固,以免相互绞缠。
入水下潜后,应及时整理好供气管、电缆和信号绳等,使其处于安全位置,以免损坏。
(4)在作业点上方,半径相当于水深的区域内,不得同时进行其它作业。
因水下操作过程中会有未燃尽气体或有毒气体逸出并上浮至水面,水上人员应有防火准备措施,并应将供气泵置于上风处,以防着火或水下人员吸入有毒气体中毒。
(5)操作前,操作人员应对作业地点进行安全处理,移去周围的障碍物。
水下焊割不得悬浮在水中作业,应事先安装操作平台,或在物件上选择安全的操作位置,避免使自身、潜水装具、供气管和电缆等处于熔渣喷溅或流动范围内。
(6)潜水焊割人员与水面支持人员之间要有通讯装置,当一切准备工作就绪,在取得支持人员同意后,焊割人员方可开始作业。
(7)从事水下焊接与切割工作,必须由经过专门培训并持有此类工作许可证的人员进行。
防火防爆安全措施(1)对储油罐、油管、储气罐和密闭容器等进行水下焊割时,必须遵守燃料容器焊补的安全技术要求。
其他物件在焊割前也要彻底检查,并清除内部的可燃易爆物质。
(2)要慎重考虑切割位置和方向,最好先从距离水面最近的部位着手,向下割。
这是由于水下切割是利用氧气与氢气或石油气燃烧火焰进行的,在水下很难调整好它们之间的比例。
有未完全燃烧的剩余气体逸出水面,遇到阻碍就会在金属构件内积聚形成可燃气穴。
凡在水下进行立割,均应从上向下移,避免火焰经过未燃气体聚集处,引起燃爆。
(3)严禁利用油管、船体、缆索和海水作为电焊机回路的导电体。
(4)在水下操作时,如焊工不慎跌倒或气瓶用完更换新瓶时,常因供气压力低于割炬所处的水压力而失去平衡,这时极易发生回火。
因此,除了在供气总管处安装回火防止器外,还应在割炬柄与供气管之间安装防爆阀。
防爆阀由逆止阀与火焰消除器组成,前者阻止可燃气的回流,以免在气管内形成爆炸性混合气,后者能防止火焰流过逆止阀时,引燃气管中的可燃气。
换气瓶时,如不能保证压力不变,应将割炬熄灭,换好后再点燃,或将割炬送出水面,等气瓶换好后再送下水。
(5)使用氢气作为燃气时,应特别注意防爆、防泄漏。
(6)割炬点火可以在水上点燃带入水下,或带点火器在水下点火,前者带火下沉时,特别在越过障碍时,一不留神有被火焰烧伤或烧坏潜水装具的危险,在水下点火易发生回火和未燃气体数量增多,同样有爆炸的危险,应引起注意。
(7)防止高温熔滴落进潜水服的折迭处或供气管,尽量避免仰焊和仰割,烧坏潜水服或供气管。
(8)不要将气割用软管夹在腋下或两腿之间,防止万一因回火爆炸、击穿或烧坏潜水服,割炬不要放在泥土上,防止堵塞,每日工作完用清水冲洗割炬并凉干。
防触电安全措施(1)焊接电源须用直流电,禁用交流电。
因为在相同电压下通过潜水员身体的交流电流大于直流电流。
并且与直流电相比,交流电稳弧性差,易造成较大飞溅,增加烧损潜水装具的危险。
(2)所有设备、工具要有良好的绝缘和防水性能,绝缘电阻不得小于1M。
为了防海水、大气盐雾的腐蚀,需包敷具有可靠水密的绝缘护套,且应有良好的接地。
(3)焊工要穿不透水的潜水服,戴干燥的橡皮手套,用橡皮包裹潜水头盔下领部的金属钮扣。
潜水盔上的滤光镜铰接在盔外面,可以开合,滤光镜涂色深度应较陆地上为浅。
水下装具的所有金属部件,均应采取防水绝缘保护措施,以防被电解腐蚀或出现电火花。
(4)更换焊条时,必须先发出拉闸信号,断电后才能去掉残余的焊条头,换新焊条,或安装自动开关箱。
焊条应彻底绝缘和防水,只在形成电弧的端面保证电接触。
(5)焊工工作时,电流一旦接通,切勿背向工件的接地点、把自己置于工作点与接地点之间,而应面向接地点,把工作点置于自己与接地点之间,这样才可避免潜水盔与金属用具受到电解作用而致损坏。
焊工切忌把电极尖端指向自己的潜水盔,任何时候都要注意不可使身体或工具的任何部分成为电路。
水下焊接技术研究的趋势(1)由于每种焊接方法(湿法,局部干法,干法)都有其各自的优点和适应场合,因此,多种水下焊接方法并存的局面会长期存在。
(2)湿法水下焊接的质量主要受水下焊条、水下药芯焊丝等因素的影响和制约,英、美等国已发展了多种高质量的水下焊条,我们也应该加快开发研制高质量水下焊条、水下药芯焊丝。
通常湿法焊接的水深不超过100m,目前的努力方向是,实现200m水深湿法焊接技术的突破。
(3)基于先进技术,对焊接过程进行监控的研究已经取得某些进展,主要体现在水下干法和局部干法焊接中的自动化和智能化。
例如遥测遥控技术已经在水下焊接中取得了初步应用,采用遥控遥测技术,可以实现水下安装检测中的焊接加工,目前已在水下管道安装维护中取得进展[10],最近华南理工大学的廖天发等人采用VC++编程实现了串口通讯(SPC),用于远程控制水下焊接焊前的焊缝对中以及焊接过程中的焊缝跟踪[11]。
自动化的轨道焊接系统和水下焊接机器人系统,能对焊接过程自动监控,焊接质量好,节省工时,而且还能减轻潜水员的工作强度。
但是目前的水下焊接机器人系统还存在许多问题,其灵活性、体积、作业环境、检测和监控技术以及可靠性等还有待于进一步发展和提高,这是目前我们的努力方向。
(4)模拟技术的出现及发展,为焊接生产朝着“理论—数值模拟—生产”模式的发展创造了条件,使焊接技术正在发生着由经验到科学、由定性到定量的飞跃。
目前陆上焊接过程的温度场、流场以及熔池、焊缝应力等的模拟取得了较大进展,焊接电弧的模拟也有一定的研究,但对水下焊接的模拟研究还比较滞后。
德国的Hans-Peter Schmidt 等人对电流在50-100A范围内,压力0.1-10Mpa,钨极氩保护情况下的水下高压焊接电弧进行了模拟研究,用数学方法解守恒方程得出了温度、速度、压力和电流的分布。
其中电弧温度的测量结果与理论分布吻合良好。
随着海洋石油和天然气工业的发展以及我国海洋工程向深海的挺进,应当重视和加快针对水下焊接这方面的数值模拟研究。
目前我们也正在着手进行高压环境下焊接电弧的数值模拟这方面的研究工作。
(5)计算机仿真是一项很有用的技术,它在焊接工艺的制定、焊接设备的研制以及控制系统的改进等方面的研究中都有应用[12]。
Dag.Espedalen等人对高压干法水下焊接进行了仿真技术研究,首先利用SolidEdge建立焊接舱和焊接机器人的3D模型,然后再转化为I-grip运动模型,编制合适的控制程序,整个海底管道维修操作过程就演示出来[13]。