湿法焊接工艺标准

湿法连接名词解释湿法连接（Welding）是一种典型的焊接技术，它使用熔融材料来连接或补强两个基体。

这种技术的发展可以追溯到古代，它一直是世界各地工程师、机械师和其他技术人员的热门之选，用于创建或修复金属部件和管道系统。

湿法连接可以有效地连接金属材料，以及部分塑料和有机纤维材料。

它是创建超强金属结构的不可缺少的技术，在诸如飞机、汽车和船只的制造中尤为重要。

湿法连接的特点涉及，其中一个重要的特征是它可以提供一致的和强度很高的强度，因此常常被用来连接需要有超大强度的结构。

湿法连接还能够混合不同材料，如钢、铝和铜，只要技术实施人员按照专业程序进行操作，就能得到想要的结果。

湿法连接是通过在两个基体表面上产生热量和材料熔融而形成的一种连接，它可以用来结合和强化多个材料，只要有足够的熔融温度和熔融时间，就可以得到满意的结果。

由于材料受到高温的影响，在焊接过程中会产生小量的烟雾、烟渣、金属碎片和挥发的物质，为此，湿法连接的实施者需要采取有效的安全措施，以免受到烟雾和金属热量的损害。

此外，由于湿法连接的具体工艺复杂，机械调节是建立湿法连接的关键，必须确保机械参数满足技术需求，以确保连接的质量和可靠性。

而且，由于该连接需要使用温度高达1000°C的热量源，为了防止连接部分受到过分热量的影响，必须使用适当的屏蔽技术，以保护周围环境。

湿法连接的优点在于，它可以使连接的结构十分牢固，它的灵活性也很大，通常可以用于多种金属材料的组合，因此它在工业制造中有着重要的地位。

然而，湿法连接也有一定的缺点，比如焊缝质量取决于焊接程序的质量，而且可能会产生焊渣和污染，因此进行湿法连接时需要考虑到安全因素，并采取必要的预防措施。

总之，湿法连接是一种重要的焊接技术，一旦在制造过程中能够正确使用湿法连接，就可以得到良好的连接结构，而且还可以减少焊渣和材料的浪费。

但是，要想达到这一目的，就需要技术人员根据情况正确选择和实施湿法连接，以保证安全性和质量。

第38卷第6期 2017年6月哈尔滨工程大学学报Journal of HarlDin Engineering University V o l.38>.6Jun. 2017双相不锈钢水下湿法FCAW焊缝成形及组织的研究易耀勇1，石永华2，林水强2，胡玉2，李志辉2(1.广东省焊接技术研究所(广东省中乌研究院），广东广州510650; 2.华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640)摘要：为研究水深对湿法焊接质量的影响，采用相同的焊接工艺参数在高压舱内模拟不同水深湿法F C A W焊接双相不锈钢S32101 %利用M a tla b提取焊缝横截面轮廓并计算主要成形尺寸（熔深、熔宽和余高）；采用光学显微镜和Im age-Pro P lu s软件研究不同水深焊缝结合区、焊缝中心区和热影响区的显微组织及铁素体含量。

结果表明：不同水深焊缝横截面轮廓差异很大，尤其是80 m水深焊缝横截面轮廓曲线极其不光滑；随着水深的增加，熔宽几乎无变化，熔深先减小后增大，余高先增大后减小'焊缝结合区、焊缝中心区和热影响区组织随水深增加均有细化倾向；热影响区奥氏体相含量随水深增加而减小，但焊缝中心区奥氏体含量随水深增加反而增大。

关键词：湿法焊接;显微组织；焊缝成形；药芯焊丝；水深;双相不锈钢DOI: 10. 11990/jh e u. 201603061网络出版地址：h tt p://w w w. c n k i. n e t/k c m s/d e ta il/23. 1390. u.20170330. 1000. 014. htm l中图分类号:T G456. 5 文献标志码:A文章编号= 1006 -7043(2017)06 -0956-06Research on the weld forming and microstructure of underwaterwet flux-cored arc welding (FCAW) duplex stainless steelY I Yaoyong1，SH I Yonghua2，LI W J Shuiqiang2，HU Yu2，LI Zhihui2(1. Guangdong W e ld in g In s titu te( C h in a-U k ra in e E. 0. Paton In s titu te o f W e ld in g)，Guangzhou 510650，G uangdong，C h in a；2. School o f M echanical and A utom otive E n g in e e rin g，South C hina U n ive rsity o f T e ch n o lo g y，Guangzhou 510640，C hina) Abstract；To study the influence of water depth on the quality of wet welding，we use the same welding parameters to simulate d ifferent water depths while weldingduplexstainless steel S32101 by wet flux-cored arc welding(FCAW)in a hyperbaric chamber.We extract tlie cross section of each the main shaping dimensions(penetration，weld width，and excess weld metal).We inspect tlie microstructures ofthe binding areas，cntral areas，and heat-affected zones using an optical microscope，and we apply the Image-Pro Plus software to determine the ferrite content of each weld.The results show considerably d features at different water depths.In particular，the weld cross-section at a water depth coarse.As the w ater depth is increased，the weld width remains roughly the same.The penetration decreases ini­tially wit!i water and t hen increases，whereas the excess weld metal increases initially and then decreases.The mi­crostructure morjDhologies of t!ie binding areas，center areas，and heat-affected zones become more creasing water depth；the austenite content decreases in the heat-affected zones，but becomes progressively higher in the center area of the weld.Keywords；wet welding；microstructure;weld forming；wet flux-cored arc welding(FCAW) ;water depth；duplex stainless steel随着深海资源开发和海洋工程建设的不断发展，海洋工程结构的水下连接和修复工作日益频繁，收稿日期:2015 -03 -14. 网络出版日期:2017 -03 -30.基金项目：国家自然科学基金项目（51374111，51175185);广东省科技计划项目（2015B050502005，2014B050503004);广东省科学院基金项目（2016GDASPT-0205).作者简介:易耀勇（1966 -)，男，高级工程师，博士.通信作者：易耀勇，E-mail: yiyaoyong@.因而发展优质高效的水下焊接技术非常重要[1_2]。

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。

湿法安装工艺技术方案
湿法安装工艺是我国花岗石、大理石板块装饰施工的传统做法，采用连接件与结构基层锚挂连接固定后，用水泥砂浆填灌缝隙的施工安装方法。

(1)安装锚固方法可分为以下几种类型：
①在结构的墙体内预埋锚固件，焊接钢筋网，石板上、下端钻孔，用连接件锚挂。

如图。

②在结构墙面上后期打孔埋入木楔，绑扎锚挂用的附墙钢筋网，用钉固定在木楔上，并在石板上下端钻孔，用连接件将石板在钢筋网上挂的安装方法，这是广东的传统做法。

如图。

③结构墙面不设钢筋，在结构墙体完成后，在墙面上按石板锚挂的相应位置钻斜孔，石板上下亦钻孔，用蚂蝗搭型连结件与墙面结构直接连接，借助墙体上斜孔摩擦力锚挂。

④在墙内预埋6mm直径钢筋绑扎钢筋网并在石板背面的上方，用环氧树脂粘贴挂钩(挂钩用2mm铝板或钢板制成)锚挂在钢筋网上锚固。

(2)石板钻孔打眼的型式：斜孔、牛鼻孔、直孔。

(3)注意事项
①石板钻孔与连接件的连接位置，应凿槽埋置，减少接缝的宽度。

②锚挂用的连接铁件应作防锈处理或用不锈钢线或铜线，防止连接件因锈蚀而影响装饰面的观感效果。

③石板安装固定后应用1:2.5水泥砂浆分层灌缝，每层灌注高度15-20cm，待砂浆初凝后，再往上灌注上层砂浆。

④灌缝砂浆施工接缝，应留在饰面板水平接缝以下5～10cm处，以便于上下板之暗钩挂连接及使砂浆接缝与板缝错开搭接。

国际标准ISO 156122004金属材料焊接工艺规程及评定——基于标准焊接规程的评定标准号ISO15612：2004（E）© ISO目录1 范围 (3)2 规范性引用文件 (3)3 术语和定义 (5)4 焊接工艺预规程（pWPS） (5)5 基于标准焊接规程的评定 (5)6 标准焊接工艺的使用 (6)7有效期 (7)8 文件编制 (7)金属材料焊接工艺规程及评定——基于标准焊接规程的评定1 范围本标准提供了必要的信息，详述ISO15607有关采用标准焊接工艺进行焊接工艺评定的要求。

本标准规定了标准焊接工艺进行评定的必要条件、界限及认可范围。

本标准提供了制造商采用基于其他企业焊接工艺评定试验基础上的某个焊接工艺的可能性。

本标准是一套系列标准的组成部分，ISO15607：2003的附录A提供了该系列标准的详细说明。

本标准所得应用可能受某个应用标准或规程的限制。

2 规范性引用文件下列标准所包含的条文，通过在本国国际标准中引用而构成本国际标准的条文。

标准出版时，所示标准均为有效。

所有的标准都可能被修订，因此使用本国际标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

IEC及ISO的成员保持着现行有效国际标准的目录。

ISO4063:1998,金属的焊接、硬钎焊、软钎焊及钎接焊－用于图样上符号表示的工艺术语及参照代号ISO3834-1，焊接质量要求－金属材料的熔化焊－第1部分：选择及使用指南ISO3834-2，焊接质量要求－金属材料的熔化焊－第2部分：完整质量要求ISO3834-3，焊接质量要求－金属材料的熔化焊－第3部分：一般质量要求ISO3834-4，焊接质量要求－金属材料的熔化焊－第4部分：基本质量要求ISO9606-1，焊工考试－熔化焊－第1部分：钢ISO9606-2，焊工考试－熔化焊－第2部分：铝和铝合金ISO9606-3，焊工考试－熔化焊－第3部分：铜和铜合金ISO9606-4，焊工考试－熔化焊－第4部分：镍和镍合金ISO9606-5，焊工考试－熔化焊－第5部分：钛和钛合金、锆和锆合金ISO14731，焊接管理－任务和职责ISO14732，焊接人员－金属材料全机械化和自动化焊接，熔化焊及电阻焊设备操作者的考试ISO15607，金属材料焊接工艺规程及评定—一般原则ISO15609-1，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺规程－第1部分：弧焊ISO15609-2，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺规程－第2部分：气焊ISO15609-3，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺规程－第3部分：电子束焊ISO15609-4，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺规程－第4部分：激光焊ISO15609-4，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺规程－第5部分：电阻焊ISO15614-1，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺评定试验－第1部分：钢弧焊和气焊、镍和镍合金的弧焊ISO15614-2，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺评定试验－第2部分：铝及铝合金的弧焊ISO15614-3，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺评定试验－第3部分：铸铁的熔化焊和压力焊ISO15614-4，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺评定试验－第4部分：铸铝的加工焊ISO15614-5，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺评定试验－第5部分：钛、锆以及合金的弧焊ISO15614-6，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺评定试验－第6部分：铜和铜合金的弧焊ISO15614-7，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺评定试验－第7部分：堆焊ISO15614-8，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺评定试验－第8部分：管-管板接头的焊接ISO15614-9，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺评定试验－第9部分：水下高压湿法焊接ISO15614-10，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺评定试验－第10部分：水下高压干法焊接ISO15614-11，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺评定试验－第11部分：电子束及激光焊接ISO15614-12，金属材料焊接工艺规程及评定－焊接工艺评定试验－第12部分：点焊、缝焊及凸焊3 术语和定义出于本标准的目的，采用了ISO15607：2003中的术语及定义。

水下焊接技术的应用及其发展摘要：随着海洋石油的开发利用和潜水技术的发展，海底输油输气管线以及海洋工程结构的日益增多，水下焊接技术已成为海洋工程和水下管道组装和维修的关键性技术。

本文综述了水下焊接技术特点及在工程中的应用，并就水下焊接技术在工程应用中的发展趋势提出了一些看法。

关键词：海洋工程；湿法水下焊接；局部干法水下焊接；干法水下焊接1 序言海洋工程结构因常年在海上工作，工作环境极为恶劣，除受到结构的工作载荷外，还要承受风暴、波浪、潮流引起的附加载荷以及海水腐蚀、砂流磨蚀、地震或寒冷地区冰流的侵袭。

此外，石油天然气的易燃易爆性对结构也存在威胁。

而且海洋工程结构的主要部分在水下，服役后焊接接头的检查和修补很困难，费用也高，一旦发生重大结构损伤或倾覆事故，将造成生命财产的严重损失。

所以对海洋工程结构的设计制造、材料选择以及焊接施工等都有严格的质量要求。

而随着海洋、石油和天然气工业的发展．海洋管道工程日益向深海挺进。

因此，开展水下焊接技术的研究，加强对其应用，对于开发海洋事业，开采海底油田、使丰富的海洋资源为人类服务，具有重要的现实意义。

目前，水下焊接技术已广泛用于海洋工程结构、海底管线、船舶、船坞港口设施、江河工程及核电厂维修。

水下焊接已成为组装维修诸如采油平台、输油管线等大型海洋结构的关键技术之一。

2 水下焊接方法分类及其特点2.1水下焊接方法分类目前，世界各国正在应用和研究的水下焊接方法种类繁多，可以说，陆上生产应用的焊接技术，几乎都在水下尝试过，但比较成熟、应用较多的还是几种电弧焊。

水下焊接一般依据焊接所处的环境大体上分为三类：湿法水下焊接、干法水下焊接和局部干法水下焊接。

但随着水下焊接技术的发展：又出现了一些新的水下焊接方法：水下螺柱焊接、水下爆炸焊接、水下电子束焊接和水下铝热剂焊接等。

2.2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。

水下湿法焊接操作规程
一、准备工作
1、确定焊接方式，制定焊接工艺。

2、选取适当的焊接设备，按要求组装调试设备，并进行模拟焊接实验。

3、水下湿法焊接一般采用反接法。

4、探摸清理焊接部位，精确测量，根据探摸情况制定焊件，反复调试装配，达到水下
焊接要求。

确定焊接顺序，减少焊接应力，以期达到最佳焊接效果。

二、焊接程序及注意事项
1、实施水下焊接时，在作业点首先用同样的材质上做实验焊接，电流，焊路成型达到
要求后，在实施正式焊接。

2、潜水员实施焊接时，要带橡胶手套，潜水员实施焊接时，要带橡胶手套，潜水员不
要站在地线和焊炬之间。

3、更换焊条时，要使焊炬离开工件后通知照料员断电，重新将新焊条夹紧，在焊接位
置做好准备后通知照料员开电。

4、照料员在接到潜水员断电指令后，先断电再通知潜水员已断电，接到潜水员开电指
令，先通知潜水员已开电，再将电闸合上。

5、不起弧或麻电厉害时，要先断电，然后检查焊条是否夹紧，工作表面是否清洁，地
线是够接好，焊接工作是否正常，选择焊接参数是否正确。

6、防止焊接时熔渣烫伤，不要直视溶池，防止灼伤眼睛。

三、焊接结束，及时断电，清洗整理设备。

如需继续使用，要将焊把放在淡水中浸泡。

湿法水下焊接的冶金特点及水下焊条设计湿法水下焊接最常见的缺陷是：焊缝气孔、焊缝成形差、焊缝及热影响区氢致裂纹敏感性大. 作者通过分析水下焊接的冶金特点，设计了相应的焊条配方，初步解决了焊接过程电弧气泡不稳定的问题，并降低了电弧气泡中氢的浓度，避免了以上问题的产生。

水下焊接有干法和湿法两种，前者需要置整个焊接环境于无水的容器中进行，后者则直接在水中操作. 对于形状复杂、尺寸较大的工件用干法焊接很难实现，而且干法焊接成本很高. 现如今，国内外都将湿法焊接作为水下焊接的重点加以研究，其中湿法电焊条电弧焊是使用方便、应用最为普遍的水下焊接方法. 因此，水下专用焊条的设计是水下焊接研究的主要课题之一. 用普通陆用焊条进行水下焊接时，焊缝气孔多、焊缝成形差，当焊接水深超过30 m 时，在压力作用下，电弧不能稳定燃烧，致使焊接过程无法进行. 本文旨在设计水下专用焊条，以避免这些问题的产生。

1 水下焊接的冶金特点分析湿法水下焊接的电弧实际上是在电弧气泡中燃烧的. 水下焊接时电弧周围能否形成一定大小、稳定的电弧气泡是水下焊接成功的首要条件. 电弧气泡中的气体主要是由水蒸汽高温解离形成的氢和氧，焊条药皮中燃烧分解的CO 和CO2 所组成. 普通酸性及碱性焊条用于水下焊时形成的电弧气泡成份如表1 所示.随着水下焊接水深的增加，形成电弧气泡的体积因受到压缩而逐渐变小，而过少的电弧气泡导致焊缝金属气孔倾向增加. 当电弧气泡变得足够少时，电弧极易熄灭使焊接过程无法顺利进行.电弧气泡形成后的长大应满足以下物理条件pg ≥ pa + ph + ps式中， pg 为气泡内部的压力； pa 为大气压力； ph 为气泡周围的静水压力；ps 为气泡表面张力引起的附加压力.在陆地焊接时， ph 近于零；而在水下焊接时，ph随水深的增加而增大，pa和ps可以看作不受水深的影响. 故要使焊接顺利进行，只有增大pg. 增大pg 的途径之一是增加电弧温度，这可通过调整焊接电流来实现，这是由于较高的电弧温度能解离足够的氢和氧；二是提高焊条药皮的造气功能，使焊条药皮燃烧时能生成更多的CO2 、CO 气体. 但电弧气泡中氢的比例过大将导致二种与氢有关缺陷的生成，一是焊缝中气孔的倾向增加，二是焊缝金属及热影响区氢致裂纹敏感性增大. 因此，在设计配方时既要保证电弧气泡有足够的压力，又要设法降低电弧气泡中氢的比例. 在药皮中加入适量的CaF2 和SiO2 可以实现这一目的. 因为化学冶金反应产物CaO、SiF 或SiF4 与其它反应产物MnO、SiO2 及起稀渣作用的TiO2 等浮出熔池进入熔渣，HF 气体对焊缝金属无有害作用并同样起着增加电弧气泡压力的作用.水下焊接氢致裂纹敏感性比陆地焊接要大，这是由于水对工件的强烈冷却作用致使低碳钢的焊接热影响区都能发生相变而产生马氏体. 当钢中碳当量超过0. 4 %时，热影响区的维氏硬度可超过400 ，同时焊接过程中如果氢气含量高，一旦焊缝吸氢较多，在焊接热应力和相变应力的作用下容易引起氢致裂纹的产生. 可见降低电弧气泡中氢的比例是非常必要的。