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江蘇華航水下工程有限公司
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水下焊接施工原理
水下焊接的原理主要基于電弧焊的原理，并針對水下環境進行了特殊的適應和改進。以下是關于水下焊接原理的詳細解釋：
一、基本原理
焊接，主要通過加熱、高溫、高壓等方式把兩個金屬或其他熱塑性材料接合在一起。而水下焊接則是在水下環境中進行的焊接過程，其基本原理與陸地焊接相似，但需要考慮水的導電性、冷卻作用、壓力影響以及可見度降低等特殊因素。
二、焊接方法
水下焊接主要有三種方法：濕法焊接、局部干法焊接和干法焊接。
濕法焊接：
原理：焊工在水下直接施焊，而不是人為地將焊接區周圍的水排開。電弧在水下燃燒，與埋弧焊相似，是在氣泡中燃燒的。
特點：設備簡單，操作靈活，但焊接接頭質量不高，多用于不重要部件。由于水對電弧、焊條以及焊接金屬的冷卻作用強，焊接的熱量會把水分解成氫和氧，這些氣體會穿透焊縫導致其變硬變脆，強度降低。
局部干法焊接：
原理：人為地將焊接區周圍的水排開，形成一個局部氣相空腔，使焊工可以在無水環境下進行焊接。
特點：綜合了濕法和干法兩者的優點，焊接接頭質量較好，且不需要昂貴的排水設備，適應能力強。
干法焊接：
原理：使用大型氣室罩住焊件，焊工在氣室內施焊。由于是在干燥氣相中焊接，其安全性較好。
特點：焊接質量好，但設備價格昂貴，一般適用于深水、高質量結構焊接。當潛水深度超過空氣潛入范圍時，由于增加了空氣環境中局部氧氣的壓力，容易產生火星，因此應在氣室內使用惰性或半惰性氣體。
三、特殊因素與應對措施
可見度降低：由于水的反射、吸收和散射作用，以及焊接時電弧周圍產生的大量氣泡和煙霧，使水下電弧的可見度非常低。這要求焊工具備更高的技能水平和經驗，以應對“盲焊"作業狀態。
焊縫含氫量高：水下電弧會使其周圍水產生熱分解，導致溶解到焊縫中的氫增加。氫是焊接的大敵，如果焊接中含氫量超過允許值，很容易引起裂紋，甚至導致結構的破壞。因此，需要采取特殊措施來降低焊縫中的氫含量。
冷卻速度快：水下焊接時，由于海水的熱傳導系數高，水對焊縫的急冷效果明顯。這容易產生高硬度淬硬組織，影響焊縫的強度和韌性。因此，需要選擇合適的焊接參數和工藝來減緩冷卻速度。
壓力影響：隨著壓力增加，電弧弧柱變細，焊道寬度變窄，焊縫高度增加。同時導電介質密度增加，從而增加了電離難度，電弧電壓隨之升高，電弧穩定性降低。這要求焊工在焊接過程中要時刻注意電弧的穩定性，并采取相應的措施來保持電弧的穩定燃燒。
