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。另外焊接时电弧周围产生大量气泡和烟雾,使水下电弧的可见度非常低。在淤泥的海底和夹带沙泥的海域中进行水下焊接,水中可见度就更差了。
2、焊缝含氢量高,氢是焊接的大敌,如果焊接中含氢量**过允许值,很*引起裂纹,甚至导致结构的破坏。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,水下焊条电弧焊的焊接接头质量差与氢含量高是分不开的。
3、冷却速度快,水下焊接时,海水的热传导系数高,是空气的20倍左右。若采用湿法或局部法水下焊接时,被焊工件直接处于水中,水对焊缝的急冷效果明显,*产生高硬度淬硬组织。因此,只有采用干法焊接时,才能避免冷效应。
4、压力的影响,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,飞溅和烟尘增多。
5、连续作业难以实现,由于受水下环境的影响和限制,许多情况下不得不采用焊一段,停一段的方法进行,因而产生焊缝不连续的现象。
局部干法焊接
局部干法是焊工在水中施焊,人为地将焊接区周围的水排开的水下焊接方法,其安全措施与湿法相似。
由于局部干法还处于研究之中,因此使用尚不普遍。
湿法焊接
湿法焊接是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的水下焊接方法 [1] 。
电弧在水下燃烧与埋弧焊相似,是在气泡中燃烧的。焊条燃烧时焊条上的涂料形成套筒使气泡稳定存在,因而使电弧稳定,如图所示。要使焊条在水下稳定燃烧,必须在焊条芯上涂一层一定厚度的涂药,并用石蜡或其他防水物质浸渍的方法,使焊条具有防水性。气泡由氢、氧、水蒸气和由焊条药皮燃烧产生的气泡;浑浊的烟雾生的其他氧化物。为克服水的冷却和压力作用造成的引弧及稳弧困难,其引弧电压要**大气中的引弧电压,其电流较大气中焊接电流大15%~20%。
水下湿法焊接与干法和局部干法焊接相比,应用较多,但安全性较差。由于水具有导电性,因此防触电成为湿法焊接的主要安全问题之一。