水下焊

在水中進(jìn)行的焊接。這種焊接最初應(yīng)用于海難救撈和艦船水線以下部位的應(yīng)急搶修。20世紀(jì)60年代以后，由于海洋石油開(kāi)采，需要興建海底油庫(kù)、敷設(shè)輸油管道，組裝采油平臺(tái)等，水下焊接技術(shù)得到發(fā)展（見(jiàn)彩圖）。水下焊可分為濕法焊、干法焊和局部干法焊3類。濕法焊直接在水中進(jìn)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(guò)程中放出大量氣體,排開(kāi)焊接電弧周圍的水,使焊接過(guò)程穩(wěn)定。水下電弧氣氛中含氫量高，水對(duì)焊接接頭的冷卻作用劇烈，接頭容易產(chǎn)生硬脆現(xiàn)象和氫裂。在一般情況下接頭強(qiáng)度和塑性分別約為陸上焊接時(shí)的80％和50％，只適用于水中非受力金屬結(jié)構(gòu)件的安裝、維修和應(yīng)急修補(bǔ)。

干法焊把焊接部位和焊工密封在一個(gè)排除水的壓力艙內(nèi)，在氣相環(huán)境中進(jìn)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(hù)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(shè)備復(fù)雜、造價(jià)昂貴、并受工件形狀和尺寸限制，一般只限于高質(zhì)量構(gòu)件的焊接。

局部干法焊主要采用氣體保護(hù)半自動(dòng)焊，在焊接部位進(jìn)行排水，造成一個(gè)局部氣相區(qū)，使焊接過(guò)程穩(wěn)定（見(jiàn)圖）。局部干法焊接的接頭質(zhì)量?jī)?yōu)于濕法焊接，且不需要大型設(shè)施，適應(yīng)性也較強(qiáng)。

水下環(huán)境使得水下焊接過(guò)程比陸上焊接過(guò)程復(fù)雜得多，除焊接技術(shù)外，還涉及到潛水作業(yè)技術(shù)等諸多因素，水下焊接的特點(diǎn)是:

1、可見(jiàn)度差，水對(duì)光的吸收、反射和折射等作用比空氣強(qiáng)得多，因此，光在水中傳播時(shí)減弱得很快。另外焊接時(shí)電弧周圍產(chǎn)生大量氣泡和煙霧，使水下電弧的可見(jiàn)度非常低。在淤泥的海底和夾帶沙泥的海域中進(jìn)行水下焊接，水中可見(jiàn)度就更差了。

2、焊縫含氫量高，氫是焊接的大敵，如果焊接中含氫量超過(guò)允許值，很容易引起裂紋，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。水下電弧會(huì)使其周圍水產(chǎn)生熱分解，導(dǎo)致溶解到焊縫中的氫增加，水下焊條電弧焊的焊接接頭質(zhì)量差與氫含量高是分不開(kāi)的。

3、冷卻速度快，水下焊接時(shí)，海水的熱傳導(dǎo)系數(shù)高，是空氣的20倍左右。若采用濕法或局部法水下焊接時(shí)，被焊工件直接處于水中，水對(duì)焊縫的急冷效果明顯，容易產(chǎn)生高硬度淬硬組織。因此，只有采用干法焊接時(shí)，才能避免冷效應(yīng)。

4、壓力的影響，隨著壓力增加，電弧弧柱變細(xì)，焊道寬度變窄，焊縫高度增加，同時(shí)導(dǎo)電介質(zhì)密度增加，從而增加了電離難度，電弧電壓隨之升高，電弧穩(wěn)定性降低，飛濺和煙塵增多。

5、連續(xù)作業(yè)難以實(shí)現(xiàn)，由于受水下環(huán)境的影響和限制，許多情況下不得不采用焊一段，停一段的方法進(jìn)行，因而產(chǎn)生焊縫不連續(xù)的現(xiàn)象。

水下焊條是指由避水層，采用鎳鐵合金為焊芯，雙層涂藥層的水下焊條。水下焊條外層涂有造渣劑和防水劑具有很強(qiáng)的封閉性，以保證熔敷金屬的焊接質(zhì)量，內(nèi)層涂有合金劑和脫氧劑以保證電弧穩(wěn)定和焊縫塑性及金屬成分。水下焊條可用于帶水氣或水下結(jié)構(gòu)鋼及鑄鐵管道的全位置焊接，目前由威歐丁(天津)焊接技術(shù)有限公司引進(jìn)進(jìn)口的有美國(guó)海軍專用的BROCO水下焊條，及國(guó)產(chǎn)加工的TS202水下焊條，TS206水下焊條。