《水下焊接与切割技术》郭宁|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《水下焊接与切割技术》

【作　者】郭宁

【丛书名】材料科学研究与工程技术系列图书

【页 数】 248

【出版社】 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社 , 2021.01

【ISBN号】978-7-5603-9123-6

【价 格】34.00

【分 类】水下焊接-水下切割

【参考文献】 郭宁. 水下焊接与切割技术. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社, 2021.01.

图书封面：

图书目录：

《水下焊接与切割技术》内容提要：

本书是焊接专业本科生的教材之一，以水下湿法焊接技术为主，重点论述了水下湿法焊接、水下干法焊接、水下局部干法焊接、水下切割、水下焊接机器人技术的原理、设备、材料、工艺和特点。

《水下焊接与切割技术》内容试读

绪论

水下焊接和切割技术广泛应用于水下工程设备

的安装、维护、更新和拆卸等工程，而随着人类对海洋的不断探索和开发也要求水下焊接和切割技术不断向更稳定、更高效、更可靠的方向迈进以适应更广阔和复杂的应用环境。本章将阐述水下焊接和切割技术的产生和发展过程、原理和特，点、存在的问题和发展的方向。

水下焊接与切割技术

0.1水下焊接与切割技术的产生

人类社会的每一次变革都伴随着科学技术的发展和飞跃。千百年来，人类社会的生产力不断发展，从石器时代、青铜器时代、铁器时代逐步走向了电气时代、工业化时代。如今，正大踏步地走在信息化时代的道路上。

14世纪之后，西班牙和葡萄牙等欧洲早期殖民者掀起了大航海时代，即地理大发现时期，无数人开始奔向海洋寻找财富。欧洲的船队出现在世界各处的海洋上，寻找着新的贸易路线和贸易伙伴，以发展欧洲新生的资本主义。不计其数的新航路得以开辟，无数的土地第一次踏上了人类文明的足迹。海洋第一次将全世界的人类紧密地联系在了一起。海洋也从人类文明初期的生存禁地，变成了充满宝藏的魔幻舞台。

人类对海洋的不断探索推动了造船工业和科技的不断发展，船舶动力从早期帆船使用的风能和人力到后来蒸汽机船和内燃机船使用的内能-机械能又发展到了如今的核能，船体材料从早期的木桅帆船到后来的铁甲船又发展到了如今的钢筋铁骨。随着工业化时代的到来，石油作为工业的血液决定了一个国家的发展速度和水平。在占有地球总面积70%以上的海洋中所蕴藏的石油资源无疑是一个巨大的宝库。无论是船舶应急维修及打捞，还是海洋油气平台、海底管线的建设和维护，都迫切需要可靠的水下焊接和切割技术。在这样的背景下，水下焊接和切割技术应运而生。

18O2年，英国学者Humphrey Davy指出电弧能够在水下连续燃烧，即指出了水下电弧焊接与切割的可能性。然而直到100多年以后，水下焊接和切割技术才得到了实际应用。1917年英国海军船坞的焊工采用水下焊接的方法来封堵位于轮船水下部分漏水的铆钉缝隙，这是水下焊接技术的首次使用。1933年

Hibshrman和Jensen共同完成了关于水下焊接研究工作的第一篇正式发表的论文。随后，水下焊接的研究与应用不断取得成果。但在海洋石油工业蓬勃发展以前的很长一段时间里，水下焊接基本只是应急修补的一种手段。在第二次世界大战期间，水下焊接在打捞沉船等方面获得了较为广泛的应用。在这之后，随着海洋科技与海洋开发的飞速发展，水下焊接与水下切割技术的应用以惊人的速度扩展，并向高科技领域不断迈进。

水下切割技术于1908年在德国首先使用，采用的是一般的氧-乙炔割炬，其工作水深在8m以内。1925年水下切割技术获得了重大突破。当时的美国海军为了便于进行海上打捞，研制出一种使用压缩空气作为外部屏障来隔绝水的

002 Underwater Welding and Cutting Technology

水下焊接与切割技术

响较大。此外，水流和水压作用对焊工也有一定的危险。因而这种方法很少用于重要的海洋工程结构的焊接，多数情况下是作为应急修复的手段

水下湿法焊接发展至今除了电弧焊以外，还衍生出了摩擦叠焊、爆炸焊以及螺柱焊等多种焊接方法。但是，它们的适用材料和结构比较有限，设备也较为复杂，仅在特定的工程和结构下使用，因此发展较慢。

(2)湿法自动和半自动焊接。

无论是湿法焊接还是干法焊接，为提高水下焊接速度和质量，对自动焊接和半自动焊接方法的研究都要提到议事日程上。当工作水深越来越深时，焊工的有效作业时间就会随之逐渐减少，这时使用自动成半自动焊接最明显的优点就是省去了更换焊条的过程，节约了焊工的有效作业时间，工作效率大大提升。水下湿法自动和半自动焊接所使用的焊丝同样需要经过防水处理，对送丝机的防水性能有较高要求。因此使用的焊接设备较陆地上的焊接设备复杂。

(3)干法焊接。

在一些对焊接接头的质量有极高要求的关键性场合或者在湿法焊接人员和设备无法到达的深水环境中必须使用干法焊接。水下干法焊接最早于1954年提出，1966年正式在工程项目中使用。最初的使用方法是水下高压干法焊接，主要用于海底管道的修复。施工时，高压干法焊接工作室坐落在管道上方，在管道与工作室之间用适当方法进行密封，防止工作室漏水。施焊时在工作室内充高压气体，将水排出，使其底部形成气一水界面，这样焊接作业就能够在气体环境中施行。为消除减压时间，可安排焊工在水面船只甲板上的加压舱中休息和准备，然后由该加压舱通过潜水加压舱进入焊接工作室。在工作室中，主要采用

MIG焊（熔化极惰性气体保护电弧焊）和TG焊（钨极惰性气体保护电弧焊）。

尽管高压水下干法焊接接头质量可以在一定程度上得到保障，但高压干法焊接局限性较大。首先，随着水深的增加，电弧周围的气压也不断增加，容易破坏电弧的稳定性而产生焊接缺陷：其次，高压干法焊接施工周期长，设备庞大而复杂，价格也比较昂贵。

为了克服水下高压干法焊接的质量问题，1977年制造出了水下常压干法焊接设备。这种设备主要包括一个密封的水下焊接工作舱，其内部气压等于大气压，这样焊接作业就和陆地上完全一样，可以完全克服水环境对焊接接头的影响。这种方法在北海150m水深的条件下，成功焊接了直径为426mm的海底管道。但由于这种设备的造价仍然相当高，一般情况下较少采用。

(4)水下局部干法焊接。

水下湿法焊接设备简单且造价低，但焊接质量较差，而水下干法焊接质量较好，但造价高。在矛盾运动的推动下，兼顾这两种方法优点的水下局部干法焊接

004 Underwater Welding and Cutting Technology

···试读结束···