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江苏专业水下作业工程厂家水下焊接 -干法焊接略解 水下焊接- 模拟技术的出现及发展

来源:http://www.jslfny.net/news/19.html    发布时间 : 2016-03-05

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水下焊接 - 概述

水下焊接与切割是水下工程结构的安装、维修施工中不可缺少的重要工艺手段。它们常被用于海上救捞、海洋能源、海洋采矿等海洋工程和大型水下设施的施工过程中。

水下焊接 - 方法

水下焊接有干法、湿法和局部干法三种。

干法焊接

这是采用大型气室罩住焊件、焊工在气室内施焊的方法,由于是在干燥气相中焊接,其安全性较好。在深度超过空气的潜入范围时,由于增加了空气环境中局部氧气的压力,容易产生火星。因此应在气室内使用惰性或半惰性气体。干法焊接时,焊工应穿戴特制防火、耐高温的防护服。

与湿法和局部干法焊接相比,干法焊接安全性好,但使用局限性很大,应用不普遍。

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。

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8-1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,其引弧电压要高于大气中的引弧电压,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,应用最多,但安全性最差。由于水具有导电性焊接,水下焊接 -干法焊接略解因此防触电成为湿法焊接的主要安全问题之一。

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水下焊接 - 研究趋势-江苏锦富能源工程有限公司

(1) 由于每种焊接方法(湿法,局部干法,干法)都有其各自的优点和适应场合,因此,多种水下焊接方法并存的局面会长期存在。

(2) 湿法水下焊接的质量主要受水下焊条、水下药芯焊丝等因素的影响和制约,英、美等国已发展了多种高质量的水下焊条,我们也应该加快开发研制高质量水下焊条、水下药芯焊丝。通常湿法焊接的水深不超过100m,目前的努力方向是,实现200m水深湿法焊接技术的突破。

(3)基于先进技术,对焊接过程进行监控的研究已经取得某些进展,主要体现在水下干法和局部干法焊接中的自动化和智能化。例如遥测遥控技术已经在水下焊接中取得了初步应用,采用遥控遥测技术,可以实现水下安装检测中的焊接加工,目前已在水下管道安装维护中取得进展,最近华南理工大学的廖天发等人采用VC 编程实现了串口通讯(SPC),用于远程控制水下焊接焊前的焊缝对中以及焊接过程中的焊缝跟踪。自动化的轨道焊接系统和水下焊接机器人系统,能对焊接过程自动监控,焊接质量好,节省工时,而且还能减轻潜水员的工作强度。但是目前的水下焊接机器人系统还存在许多问题,其灵活性、体积、作业环境、检测和监控技术以及可靠性等还有待于进一步发展和提高,这是目前我们的努力方向。

(4) 模拟技术的出现及发展,为焊接生产朝着

“理论—数值模拟—生产”模式的发展创造了条件,使焊接技术正在发生着由经验到科学、由定性到定量的飞跃。目前陆上焊接过程的温度场、流场以及熔池、焊缝应力等的模拟取得了较大进展,焊接电弧的模拟也有一定的研究,但对水下焊接的模拟研究还比较滞后。德国的Hans-Peter Schmidt 等人对电流在50-100A范围内,压力0.1-10Mpa,钨极氩保护情况下的水下高压焊接电弧进行了模拟研究,用数学方法解守恒方程得出了温度、速度、压力和电流的分布。其中电弧温度的测量结果与理论分布吻合良好。随着海洋石油和天然气工业的发展以及我国海洋工程向深海的挺进,应当重视和加快针对水下焊接这方面的数值模拟研究。目前我们也正在着手进行高压环境下焊接电弧的数值模拟这方面的研究工作。

(5)计算机仿真是一项很有用的技术,它在焊接工艺的制定、焊接设备的研制以及控制系统的改进等方面的研究中都有应用。 Dag.Espedalen等人对高压干法水下焊接进行了仿真技术研究,首先利用Solid水下E水下焊接- 模拟技术的出现及发展dge建立焊接舱和焊接机器人的3D模型,然后再转化为I-grip运动模型,编制合适的控制程序,整个海底管道维修操作过程就演示出来。通过焊接仿真,有助于构思新方案,并能提前发现存在的问题,这也是我们以后应当研究的一个领域。

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