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江苏华航水下工程有限公司
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水下焊接施工原理
2025-1-4 阅读(57)
水下焊接施工原理
水下焊接的原理主要基于电弧焊的原理，并针对水下环境进行了特殊的适应和改进。以下是关于水下焊接原理的详细解释：
一、基本原理
焊接，主要通过加热、高温、高压等方式把两个金属或其他热塑性材料接合在一起。而水下焊接则是在水下环境中进行的焊接过程，其基本原理与陆地焊接相似，但需要考虑水的导电性、冷却作用、压力影响以及可见度降低等特殊因素。
二、焊接方法
水下焊接主要有三种方法：湿法焊接、局部干法焊接和干法焊接。
湿法焊接：
原理：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。电弧在水下燃烧，与埋弧焊相似，是在气泡中燃烧的。
特点：设备简单，操作灵活，但焊接接头质量不高，多用于不重要部件。由于水对电弧、焊条以及焊接金属的冷却作用强，焊接的热量会把水分解成氢和氧，这些气体会穿透焊缝导致其变硬变脆，强度降低。
局部干法焊接：
原理：人为地将焊接区周围的水排开，形成一个局部气相空腔，使焊工可以在无水环境下进行焊接。
特点：综合了湿法和干法两者的优点，焊接接头质量较好，且不需要昂贵的排水设备，适应能力强。
干法焊接：
原理：使用大型气室罩住焊件，焊工在气室内施焊。由于是在干燥气相中焊接，其安全性较好。
特点：焊接质量好，但设备价格昂贵，一般适用于深水、高质量结构焊接。当潜水深度超过空气潜入范围时，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。
三、特殊因素与应对措施
可见度降低：由于水的反射、吸收和散射作用，以及焊接时电弧周围产生的大量气泡和烟雾，使水下电弧的可见度非常低。这要求焊工具备更高的技能水平和经验，以应对“盲焊"作业状态。
焊缝含氢量高：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。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。因此，需要采取特殊措施来降低焊缝中的氢含量。
冷却速度快：水下焊接时，由于海水的热传导系数高，水对焊缝的急冷效果明显。这容易产生高硬度淬硬组织，影响焊缝的强度和韧性。因此，需要选择合适的焊接参数和工艺来减缓冷却速度。
压力影响：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。这要求焊工在焊接过程中要时刻注意电弧的稳定性，并采取相应的措施来保持电弧的稳定燃烧。
