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《水下焊接技術研究和應用的進展》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、焊接論文水下焊接技術研究和應用的進展摘要：水下焊接由于受水的影響，其焊接方法與焊接設備都比陸上的復雜很多，本文綜述了各種水下焊接技術研究與應用的最新進展，介紹了現(xiàn)在的一些新技術在焊接領域的應用現(xiàn)狀，并對水下焊接技術的發(fā)展趨勢提出了一些看法。關鍵詞：水下焊接濕法水下焊接局部干法水下焊接干法水下焊接焊接方法前言海洋工程結(jié)構因常年在海上工作，其工作環(huán)境極為惡劣，除受到結(jié)構的工作載荷外，還要承受風暴、波浪、潮流引起的附加載荷以及海水腐蝕、砂流的磨蝕、地震或寒冷地區(qū)冰流的侵襲。此外，石油天然氣的易燃易爆性對結(jié)構也
2、存在威脅。而且海洋結(jié)構的主要部分在水下，服役后焊接接頭的檢查和修補很困難，費用也高，一旦發(fā)生重大結(jié)構損傷或傾覆事故，將造成生命財產(chǎn)的嚴重損失。所以對海洋工程結(jié)構的設計制造、材料選擇以及焊接施工等都有嚴格的質(zhì)量要求。而隨著海洋石油和天然氣工業(yè)的發(fā)展,海洋管道工程日益向深海挺進,我國作為一個發(fā)展中的沿海大國,國民經(jīng)濟要持續(xù)發(fā)展,就必須把海洋的開發(fā)和保護作為一項長期的戰(zhàn)略任務。大量的海底管道施工工程對水下焊接技術提出了新的要求。水下焊接由于水的存在，使焊接過程變得更加復雜，并且會出現(xiàn)各種各樣陸地焊接所未遇到的
3、問題，目前，世界各國正在應用和研究的水下焊接方法種類繁多，應用較成熟的是電弧焊。隨著水下焊接技術的發(fā)展，除了常用的濕法水下焊接、局部干法水下焊接和干法水下焊接以外，又出現(xiàn)了一些新的水下焊接方法。但是，從各國海洋開發(fā)的前景來看，水下焊接的研究遠遠不能適應形勢發(fā)展的需要。因此，加強這方面的研究，無論是對現(xiàn)在或?qū)?，都將是一項非常有意義的工作。1水下焊接技術的最新進展1.1濕法水下焊接濕法焊接中，水下焊接的基本問題表現(xiàn)最為突出。因此采用這類方法難以得到質(zhì)量好的焊接接頭，尤其在重要的應用場合，濕法焊接的質(zhì)量難以
4、令人滿意。但由于濕法水下焊接具有設備簡單、成本低廉、操作靈活、適應性強等優(yōu)點。所以，近年來各國對這種方法仍在繼續(xù)進行研究，特別是涂藥焊條和手工電弧焊，在今后一段時期還會得到進一步的應用。在焊條方面，比較先進的有英國Hydroweld公司發(fā)展的HydroweldFS水下焊條，美國的專利水下焊條7018’S焊條，以及德國Hanover大學基于渣氣聯(lián)合保護對熔滴過渡的影響和保護機理所開發(fā)的雙層自保護藥芯焊條。美國的StephenLiu等人在焊條藥皮中加入錳、鈦、硼和稀土元素，改善了焊接過程中的焊接性能，細化了
5、焊縫微觀組織[1]。水下焊條的發(fā)展促進了濕法水下焊接技術的應用。目前，在國、內(nèi)外都有采用水下濕法焊條電弧焊技術進行水下焊接施工的范例。藥芯焊絲的出現(xiàn)和發(fā)展適應了焊接生產(chǎn)向高效率、低成本、高質(zhì)量、自動化和智能化方向發(fā)展的趨勢。英國TWI與烏克蘭巴頓研究所成功開發(fā)了一套水下濕法藥芯焊絲焊接的送絲結(jié)構、控制系統(tǒng)及其焊接工藝[2]。華南理工大學機電工程系劉桑、鐘繼光等人開發(fā)了一種藥芯焊絲微型排水罩水下焊接方法[3]，從實用經(jīng)濟的角度出發(fā),完全依靠焊接時自身所產(chǎn)生的氣體以及水汽化產(chǎn)生的水蒸氣排開水而形成一個穩(wěn)定的
6、局部無水區(qū)域,使得電弧能在其中穩(wěn)定的燃燒。微型排水罩的尺寸和結(jié)構決定了焊接過程中無水區(qū)(局部排水區(qū))的大小和穩(wěn)定程度。除此之外，他們還通過復合濾光技術和水下CCD攝像系統(tǒng)，采集出了藥芯焊絲水下焊接電弧區(qū)域圖像，從而為水下濕法焊接電弧的機理分析及水下焊接過程控制奠定了基礎。由于傳統(tǒng)的邊緣檢測算子如梯度算子、拉普拉斯算子、Sobel算子等對噪聲敏感，梁明等采用了Bubble函數(shù)過零點檢測來提取焊縫圖像邊緣的小波多尺度方法[4]，通過調(diào)整尺度參數(shù)σ的值，得到焊縫邊緣提取效果最好的σ范圍是:0.4≤σ≤0.6，
7、有效降低了噪聲，同時又較好地保持了焊縫邊緣細節(jié)，在水下藥芯焊接焊縫邊緣檢測中獲得較好的效果。盡管如前所述濕法焊接已經(jīng)取得了較大的進展，但到目前為止，應該說水深超過100m濕法水下焊接仍難得到較好的焊接接頭，因此還不能用于焊接重要的海洋工程結(jié)構。但是，隨著濕法水下焊接技術的發(fā)展，很多濕法水下焊接的問題在一定程度上正在克服，如采用設計優(yōu)良的焊條藥皮及防水涂料等，加上嚴格的焊接工藝管理及認證，現(xiàn)在濕法水下焊接已在北海平臺輔助構件的水下修理中得到成功的應用，另外，濕法水下焊接技術也廣泛用于海洋條件好的淺水區(qū)以及
8、不要求承受高應力構件的焊接。目前，國際上應用濕法水下焊條以及濕法水下焊接技術最廣的是墨西哥灣?，F(xiàn)在濕法水下焊接中最常用的方法為焊條電弧焊和藥芯焊絲電弧焊。在焊接時潛水焊工要使用帶防水涂料的焊條和為水下焊接專門設計或改制的焊鉗。在質(zhì)量要求較高的場合，可把焊條放入充氣容器，防止焊條使用前吸水。1.2局部干法水下焊接局部干法水下焊接的種類很多，包括干箱式焊接、干點式焊接、水簾式干法焊接、鋼刷式水下焊接以及局部干法大型氣罩法水下MIG/TIG焊接等
