海洋鋼結(jié)構(gòu)焊接的主要問題

一、水下焊接的主要問題

1、隨著水深的增加，電弧所受的壓力也相應(yīng)增大

2、焊接環(huán)境改變，導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降。

3、飛濺與煙類增多

。

（1）電弧電壓升高：電弧電壓隨水深增加而變化的情況。水深↑，電壓↑但TIG法水深超過100m，MIG法水深超過300m焊接較困難

。（2）飛濺與煙類增多由于H↑，↑，侵入電弧的水深↑，所以飛濺↑，如選擇合適的電弧電壓，焊接電流和保護氣體種類，可減少飛濺焊接煙類對濕法來說問題不大，對干式法來說，污染嚴重，需排除。煙類量增多的順序為TIG，MIG，手弧焊，且手弧焊為TIG的4—5倍。MIG法產(chǎn)生的煙類量與電弧電壓的關(guān)系

（3）環(huán)境變量帶來的問題

1）熔敷金屬成分的改變，濕法中一般Mn、Si、C降低。

2）氫的不良影響增加濕法焊接所產(chǎn)生的變化比大氣中焊接多的多，干法由于焊件受潮，產(chǎn)生的變化也較大氣中焊接多。

3）冷卻速度快濕式法冷卻最快，為大氣中、焊接的幾倍。水下干法焊接（一）水下焊接的特點水下環(huán)境使得水下焊接過程比陸上焊接過程復(fù)雜得多，除焊接技術(shù)外，還涉及潛水作業(yè)技術(shù)等諸多因素，水下焊接有以下特點：

1.可見度差，水對光的吸收、反射和折射等作用比空氣強得多，因此，光在水中傳播時減弱的很快。2.焊縫含氧量高，氫是焊接的大敵3.冷卻速度快4.壓力的影響5.連續(xù)作業(yè)難以實現(xiàn)，造成焊縫不連續(xù)的現(xiàn)象(一)局部干式法焊接原理:

局部干式法，分面部空腔法，它是利用高壓水將焊接區(qū)的海水排開，并用在惰性氣體保護下進行焊接。還有簡易容器（透明）將焊接區(qū)包圍起來，用惰性氣體把容器中海水排除掉進行焊接。水下干法焊接分為局部干式法和干式法局部干式焊接(二)干式法焊接原理:

干式法焊接分為普通干法焊接和大氣壓干法焊接。普通干法焊它是用容器或艙室把結(jié)構(gòu)的焊接區(qū)和焊工包圍起來，并用高壓氣體把其中的水排除掉（底部有開口）。大氣壓法焊接是在一個大氣壓下把焊接部位和焊工密封在一個排除水的壓力艙內(nèi)，進行焊接（底部沒有開口）。但設(shè)備費用昂貴。

（三）水下干式焊接法的特點：

1.水下干式焊接法主要使用手工電弧焊，鎢極惰性氣體保護電弧焊。接頭性能可與陸地焊接接頭性能相等。

2.干式焊法由于是在干燥環(huán)境中焊接，其安全性較好。在深度超過空氣的潛入范圍時，由于增加了空氣環(huán)境中局部氧氣的壓力，容易產(chǎn)生火星。因此應(yīng)在室內(nèi)使用惰性氣體或半惰性氣體。

3.干法焊接時，焊工應(yīng)穿戴特別防火、耐高溫的防護服。與濕法焊接相比，干法焊接安全性最好，但便用局限性很大，應(yīng)用不普遍。（四）水下干式焊接應(yīng)用的分類

1高壓干焊法

室內(nèi)的壓力要隨著工作水深而變化，即始終要大于水深壓力，才能使焊接部位的水排出。多采用涂料焊條手弧焊及氣體保護電弧焊。1.1缺點

設(shè)備復(fù)雜、施工成本貴、對焊接結(jié)構(gòu)形式的的適應(yīng)型窄及不能消除水深壓力的影響等問題。特別是隨著水深壓力的增加，焊接電弧特性、冶金特性及工藝特性都會受到不同程度的影響。

2.常壓干法焊1）克服了高壓干法中水深壓力對焊接過程的不利影響2）其焊接空間內(nèi)的壓力可保持與陸上大氣壓力相等。3）設(shè)備較高壓干法更復(fù)雜，施工成本也更高昂。因此，其應(yīng)用范圍亦受到很大的限制。3.局部干法水下焊1)潛水焊工及工件直接處于水中，但采用特殊構(gòu)造的擋水罩，罩內(nèi)通入空氣或保護氣體將電弧周圍與水隔開，從而在待焊接部位形成一個局部的無水空間而進行焊接的的方法稱為局部干法水下焊。2）根據(jù)擋水罩的構(gòu)造及大小，已發(fā)展了多種局部干法水下焊方法。4.大型擋水罩局部干法水下焊1)擋水罩的無水空間較大。2）可實現(xiàn)手工電弧焊、氣體保護焊。3）移動靈活性差。圖示大型擋水罩局部干法水下焊示意圖1-工件2-電弧3-保護氣4-擋水罩5-送絲裝置6-軟管7-焊槍四.水下干焊法的案例水下濕法焊接

一、水下濕法焊接

濕式法中電弧直接在水中燃燒，不采用任何屏蔽裝置，它是水下焊接中最便宜，最簡單的一種方法。水下濕法焊接焊接本質(zhì)上是一個渣氣體保護焊和自我保護的一種焊接方法，常用方法有焊條電弧焊和藥芯焊絲電弧焊兩種。由于受水環(huán)境影響，焊接接頭質(zhì)量不高，多用于不重要部件。該技術(shù)由于焊接設(shè)備簡單，操作靈活，因此在淺水作業(yè)中應(yīng)用廣泛。二、水下濕法焊接的原理

濕法焊接的基本原理是：當(dāng)焊條與焊件接觸時，電阻熱將接觸點周圍的水汽化。形成一個氣相區(qū)。當(dāng)焊條稍一離開焊件引弧后，電弧便在氣相區(qū)里引燃，繼而由電弧熱將周圍的水大量汽化，加上焊條藥皮產(chǎn)生的氣體。在電弧周圍形成一個一定大小的電弧空腔，把電弧和在焊件上形成的熔池與水隔開。電弧熱使水蒸氣蒸發(fā)出或電離出氣體，使電弧空腔不斷長大，長大到一定程度開始破裂。一部分氣體以氣泡形式逸出。電弧空腔變小，接著電弧熱產(chǎn)生的氣體又使窄腔變大。這樣周而復(fù)始。電弧空腔處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，電弧在亞穩(wěn)定狀態(tài)的電弧空腔中燃燒，完成焊接過程。三、水下濕法焊接的特點

由于水下濕法焊接周圍不是空氣而是水，這兩種介質(zhì)有著不同的物理性質(zhì)，這就給水下焊接帶來一系列不利影響，主要表現(xiàn)如下：1、由于水中光的反射、吸收和散射作用，潛水焊工在水中的能見度很差。加上焊接時電弧四周的大量氣泡和煙霧，使水變得紊流擾動，潛水焊難以看清電弧和熔池情況，處于“盲焊”作業(yè)狀態(tài)；2、焊后冷卻速度快，焊縫和熱影響區(qū)中出現(xiàn)馬氏體等淬硬組織，使得焊縫金屬的韌性降低；3、水下焊接電弧高達到1500℃以上，水在如此高溫下會分解成氫和氧溶于熔敷金屬中，致使焊縫產(chǎn)生氫裂。四、水下濕法焊接的基本問題由于水環(huán)境和水壓力的影響，水下電弧燃燒，熔滴過度冶煉狀態(tài)以及接頭性能都會產(chǎn)生較大變化，主要影響因素有以下幾點：1、可視度低。水對光有較強的反射吸收作用，對光削弱比較明顯，同時，焊接時產(chǎn)生的煙霧和氣泡，使水下視覺效果非常差，嚴重影響了焊接質(zhì)量。2、產(chǎn)生氣孔較多。焊接時電弧高溫使水分解產(chǎn)生氫氣，易溶于焊縫，當(dāng)熔融金屬冷卻時，氣孔不易排出接頭處容易產(chǎn)生裂紋。難以保證焊接質(zhì)量。

3、冷卻速度過快。水的熱導(dǎo)率高于空氣多倍，水對焊縫及熱影響區(qū)金屬有較強的冷卻用。由于焊縫處卻速度過快產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致焊縫組織脆化，韌性降低，產(chǎn)生裂紋。4、壓力過大。隨著水深增加，施焊環(huán)境壓力增加，電弧柱變細，同時導(dǎo)電介質(zhì)的密度增大，電離難度增加，電弧燃燒的穩(wěn)定性下降。因此，壓力增加時，不利于形成良好的焊接特性