水下焊接技术的工作原理

2018/10/26 10:07:37

水下焊接工程有湿式焊接和干室焊接两种方法，湿式焊接法缺点是焊缝又硬又脆，干室焊接法适用于深海焊接，但费用昂贵，人工操作困难。

在18世纪以前，焊接作业还只能在地面进行，直到1802年，英国科学家德维爵士发现电荷在水中产生电弧放电，才出现了水下焊接。从此开创了金属水下焊接的历史。如今水下焊接已经在水下船舶修理，水下修理钻油台等工作中得到广泛的应用。

焊接是通过产生足够的热量把金属熔合在一起。产生热量时熔化金属的几种方法中，只有电弧焊可以应用在水下作业。用一股强电流通过两极之间的小空隙产生弧电，焊接时，须修补的金属作为另一电极，电荷从电缆末端的电极流到金属，产生热量而使金属熔化。现在焊接的方法有两种，即湿式焊接法和干室焊接法。

湿式焊接：由发电机在水面上供给500安培左右的强大电流，用绝缘电缆送到潜水焊接处，为防止漏电，在电极上涂了蜡或防水漆。但是这种方法的缺点在于水很快冷却了焊接的金属，使焊缝变得又脆又硬。焊接的热量使水分解为氢与氧，热的氢和氧会穿透焊缝，降低了强度；另外这种方法不能在90米深以下作业，否则水压太大导致不能产生电弧放电。

干室焊接法：这种方法可用于深水作业，焊缝质量较好，但成本较高。具体方法是，首先，在需要修理的地方用一个坚固透明的塑料罩保护起来，然后充入压缩气体，把水排出，这样在焊缝周围的金属是干的。然后，焊接室底部敞开，潜水员可在里面使用焊炬。室内的压缩气体阻止水进入。但焊接时产生的烟和蒸汽使工作人员看不清工作情况。

要想使焊接效果好，可用一个大罩把潜水员同修理范围全部罩上，这样焊出的焊缝与地面操作效果可相媲美，但费用昂贵，因这种高压室要专门设计，以适合在修理处安装。此外还需要有其他昂贵的密封设备。在深水处作业，例如300米左右，还需制造容纳几个人的工作室，便于工作人员轮换休息。但是水过深时，人工操作可能比较困难，特别是钻油井越来越深，有需要在600米深处作业。

水下焊接在二战期间曾用于紧急修补船只，当时应用并不广泛，直到20世纪70年代，水下修理的活动才大量增加。目前，水下焊接技术已经十分成熟，并在许多工作中得到广泛的应用。