湿法水下焊接用什么气体

（1）水下焊接的特点

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，还涉及潜水作业技术等诸多因素，水下焊接的特点如下。

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泥沙的海域中进行水下焊接，水中可见度就更差了。长期以来，这种水下焊接基本属于盲焊，严重地影响了潜水焊工操作技术的发挥，这是造成水下焊接容易出现缺陷，焊接接头质量不高的重要原因之一。

2）焊缝含氢量高。氢是焊接的大敌，如果焊接中氢含量超过允许值，很容易引起裂纹，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，一般焊接中扩散氢含量27～36Lgög，为陆地酸性焊条焊接时的好几倍。水下焊条电弧焊的焊接接头品质差与氢含量高是分不开的。

3）冷却速度快。水下焊接时，海水的热传导系数较高，是空气的20倍左右。即使是淡水，其热传导系数也为空气的十几倍。若采用湿法或局部干法进行水下焊接时，被焊工件直接处于水中，水对焊缝的急冷效果明显，容易产生高硬度的淬硬组织。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（水深每增加10m，压力增加约0．1MPa），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。这就增加了电离难度，电弧电压随之升高，电弧稳定性降低，飞溅和烟尘也增多。

5）连续作业难以实现。由于受水下环境的影响与限制，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。

（2）水下焊接方法分类

目前，世界各国正在应用和研究的水下焊接方法种类繁多，可以说，陆上生产应用的焊接技术，几乎都在水下尝试过，但比较成熟、应用较多的还是几种电弧焊。水下焊接一般依据焊接所处的环境大体上分为三类：湿法水下焊接、干法水下焊接和局部干法水下焊接。但随着水下焊接技术的发展，又出现了一些新的水下焊接方法：水下螺柱焊接、水下爆炸焊接、水下电子束焊接和水下铝热剂焊接等。

1）湿法水下焊接技术。

湿法水下焊接是潜水员在水环境中进行的焊接，如图3-2所示。水下能见度差，潜水焊工看不清焊接情况，会出现“盲焊”的现象，难以保证水下焊接质量。因此采用这类方法难以获得质量良好的焊接接头，尤其是焊接结构应用在较为重要的情况下，焊接的质量难以令人满意。但由于湿法水下焊接具有设备简单、成本低廉、操作灵活、适应性较强等优点，所以，近年来各国对这种方法仍在继续进行研究，特别是涂药焊条和手工电焊，在今后的一段时期还会得到进一步的应用。

图3-2　湿法水下焊接示意图

湿法水下焊接在美国已得到广泛应用，对湿法水下焊接设计最有指导作用的是美国焊接学会的AWS标准（AWS D3．6）。现在湿法水下焊接中最常用的方法为焊条电弧焊和药芯焊丝电弧焊。在焊接时，潜水焊工要使用带防水涂料的焊条和为水下焊接专门设计或改制的焊钳。尽管湿法水下焊接已经取得了较大的进展，但到目前为止，应该说水深超过100m的湿法水下焊接仍难得到较好的焊接接头，因此还不能用于焊接重要的海洋工程结构。但是，随着湿法水下焊接技术的发展，很多湿法水下焊接的问题在一定程度上正得到克服，如采用设计优良的焊条药皮及防水涂料等，加上严格的焊接工艺管理及认证，1991年首次在北海对一个非主要结构杆件进行了湿法水下焊接，现在湿法水下焊接已在北海平台辅助构件的水下修理中得到成功应用。另外，湿法水下焊接技术也广泛用于海洋条件好的浅水区以及不要求承受高应力构件的焊接。目前，国际上应用湿法水下焊条以及湿法水下焊接技术最广的是墨西哥湾。墨西哥湾核反应堆供水起泡管的修复、Amoco Trinidad石油公司的石油平台78m深的水下焊补都采用了水下湿法焊接技术。该技术的研究对于我国渤海湾和辽东湾今后的海底管道修复、一些非关键性的构件的修复，如牺牲阳极的更换等，具有非常重要的现实意义。

湿法水下焊接的电弧实际上是在电弧气泡中燃烧的。水下焊接时电弧周围能否形成一定大小、稳定的电弧气泡是水下焊接成功的首要条件。电弧气泡中的气体主要是由水蒸气高温解离形成的氢和氧、焊条药皮中燃烧分解的CO和CO2所组成。普通酸性及碱性焊条用于水下焊时形成的电弧气泡成分如表3-1所示。

表3-1　普通焊条电弧气泡气体构成（体积百分数）

随着水下焊接水深的增加，形成电弧气泡的体积因受到压缩而逐渐变小，而过少的电弧气泡导致焊缝金属气孔倾向增加。当电弧气泡变得足够少时，电弧极易熄灭使焊接过程无法顺利进行。电弧气泡形成后的长大应满足以下物理条件：

pg≥pa＋ph＋ps　　　（3-1）

式中，pg为气泡内部的压力；pa为大气压力；ph为气泡周围的静水压力；ps为气泡表面张力引起的附加压力。

在陆地焊接时，ph近于零；而在水下焊接时，ph随水深的增加而增大；pa和ps可以看作不受水深的影响。故要使焊接顺利进行，只有增大pg。增大pg的途径之一是增加电弧温度，这可通过调整焊接电流来实现，这是由于较高的电弧温度能解离足够的氢和氧；二是提高焊条药皮的造气功能，使焊条药皮燃烧时能生成更多CO2、CO气体。但电弧气泡中氢的比例过大将导致两种与氢有关缺陷的生成：一是焊缝中气孔的倾向增加，二是焊缝金属及热影响区氢致裂纹敏感性增大。因此，在设计配方时既要保证电弧气泡有足够的压力，又要设法降低电弧气泡中氢的比例。在药皮中加入适量的CaF2和SiO2可以实现这一目的。因为：

SiO2＋2CaF2＋3［H］＝2CaO＋SiF＋3HF　　　（3-2）

或　　　　　SiO2＋2CaF2＝2CaO＋SiF4 CaF2＋H2O（气）＝CaO＋2HF

化学冶金反应产物CaO、SiF或SiF4与其他反应产物MnO、SiO2及起稀渣作用的TiO2等浮出熔池进入熔渣，HF气体对焊缝金属无有害作用并同样起着增加电弧气泡压力的作用。水下焊接氢致裂纹敏感性比陆地焊接要高，这是由于水对工件的强烈冷却作用致使低碳钢的焊接热影响区都能发生相变而产生马氏体。当钢中碳当量超过0．4%时，热影响区的维氏硬度可超过400，同时焊接过程中如果氢气含量高，一旦焊缝吸氢较多，在焊接热应力和相变应力的作用下容易引起氢致裂纹的产生。可见，降低电弧气泡中氢的比例是非常必要的。

在高压舱内进行了不同水深的水下湿法药芯焊丝焊接（FCAW）试验，以电弧电压差异系数的倒数作为衡量电弧稳定性的指标，分析了不同水深条件下电弧电压与焊接电流之间的相关性对电弧稳定性的影响，并从送丝熔化系统的角度探讨了电压与电流的相关性对电弧稳定性的影响规律；利用二次函数拟合电弧稳定性指标与电弧电压之间的关系，得到最佳的电压与电流关系。结果表明：最佳的水下湿法FCAW的电压与电流关系曲线呈上升的变化特性，随着水深增加，FCAW需要更高的电弧电压；水下湿法FCAW的电弧稳定性取决于电压与电流的相关性，而并非简单地随着水深的增加而下降；水深对电弧稳定性的影响主要表现在电压与电流相关性的不同：随着水深增加，相同焊接电流所需的电弧电压相应地增大。

图3-3　高压舱水下湿法FCAW及焊接电信号采集系统

图3-4所示为不同水深条件下最佳的电压与电流关系曲线。可见，电压与电流关系曲线呈现出上升的变化特征，并随着水深的增加，所需的焊接电压升高，这也说明陆上的经验公式U＝0．05I＋14不适用于水下湿法焊接。

水深对电弧的稳定性会造成影响，但这种影响不一定都是负面的，即电弧稳定性并非简单地随着水深的增加而降低。图3-5所示为U＝33V时水深对电弧电压差异系数倒数的影响。可以看出，当I＝200A时，电弧稳定性随着水深的增加而增强；当I＝250、300A时，电弧稳定性随着水深的增加先增加而后降低；而当I＝350A时，电弧稳定性随着水深的增加而降低。这是因为比起水深对电弧稳定性的影响，电压与电流的相关性对电弧稳定性的影响更为重要，水下焊接电弧稳定性主要取决于电压与电流的相关性。水深对电弧稳定性的影响主要表现在电压与电流相关曲线的不同。

图3-4　不同水深条件下最佳电压与电流关系曲线

图3-5　水深对电弧电压差异系数倒数δ的影响

2）干法水下焊接技术。

干法水下焊接是用气体将焊接部位周围的水排除，而潜水焊工处于完全干燥或半干燥的条件下进行焊接的方法。进行干法水下焊接时，需要设计和制造复杂的压力舱或工作室。根据压力舱或工作室内压力不同，干法水下焊接又可分为高压干法水下焊接和常压干法水下焊接。

目前，致力于海洋开发的国家或大公司都建有高压模拟试验装置。例如巴西CENPES中心的水下高压焊接舱，挪威SINTEF建立的舱内无人高压干法水下焊接模拟试验装置以及英国Cranfield大学海洋工程中心于1990年初研制的模拟2 500m水深的舱内无人高压干法水下焊接试验装置Hyper-weld250。在过去的几年里，Cranfield大学焊接工程研究中心已经将自动焊接技术应用于水深2 500m（压力相当于250bar）条件下的深水焊接。图3-6所示为英国Cranfield大学的Hyper-weld250模拟试验舱。

图3-6　英国Cranfield大学的Hyper-weld250模拟试验舱

高压干法水下焊接如图3-7所示。随着海底焊接工程的增多、海底工程深度的加大和对焊接质量要求的提高，高压干法水下焊接以其焊接质量高、接头性能好等优点越来越受到重视。由于湿法水下焊接与局部干法水下焊接，一般只用于几米至几十米水深的非重要结构物修复，实际应用水深通常不超过40m。为了适应海洋工程向深海发展的形势，许多国家加大了对高压干法水下焊接技术的研究与应用。

图3-7　高压干法水下焊接示意图

目前国外用于水下维修作业的，多采用高压轨道TIG焊系统进行，较为知名的操作系统有PRS系统和OTTO系统。PRS系统由挪威的Statoil公司组织开发，该系统设计目标是能从事1 000m水深的焊接，在334m水深成功地进行了管道焊接，焊缝-30℃的冲击功达到300J，焊缝的显微硬度低于245HV，该系统迄今为止已经成功完成20多处水下管道维修任务。英国的OTTO系统主要由焊接舱和轨道TIG焊机组成，试验表明，135m水深的焊缝-10℃冲击功达到180J时，断裂强度达到550MPa。该套系统曾在海底连续工作过4周，累计完成了18处焊缝，焊接程序和质量获得了挪威劳氏船级社的认证。我国于2002年10月将水下干式高压焊接技术规划为国家863计划重大专项“渤海大油田勘探开发关键技术”中的一个重要组成部分，该项目由北京石油化工学院负责。目前，已设计并建立了国内第一个高压焊接实验室，设有高压焊接试验舱，可以进行不同压力等级的焊接试验和研究，随后开始按年度计划进行高压焊接工艺试验和工艺评定。

高压干法焊接由美国于1954年首先提出，1966年开始用于生产，可焊接直径508 mm、813mm及914mm的海底管线，目前最大实用水深为300m左右。在该焊接方法中，气室底部是开口的，通入气压稍大于工作水深压力的气体，把气室内的水从底部开口处排出。焊接是在干的气室中进行的，一般采用焊条电弧焊或惰性气体保护电弧焊等方法进行，是当前水下焊接中质量最好的方法之一，基本上可达到陆上焊缝的水平，但也存在如下三个问题：

①因为气室往往受到工程结构形状、尺寸和位置的限制，局限性较大，适应性较小，目前仅用于海底管线等形状简单、规则结构的焊接。

②必须配有一套生命维持、湿度调节、监控、照明、安全保障、通信联络等系统，用以辅助工作时间长，水面支持队伍庞大，施工成本较高的特性。例如，美国TDS公司的一套可焊接直径813mm管线的焊接装置（MOD-1）价值高达200万美元。

③同样存在“压力影响”这个问题。在深水下进行焊接，随着电弧周围气体压力的增加，焊接电弧特性、冶金特性及焊接工艺特性都要受到不同程度的影响。因此，要认真研究气体压力对焊接过程的影响，才能获得优质焊缝。

高压焊接试验舱的封闭结构特征为电弧声信号在舱内低噪声传播创造了条件。在对传声器校准的基础上，建立了同步采集硬件系统，同步采集不同环境压力下脉冲MIG焊接的电流、电压和电弧声信号，并在时域和频域上分析了不同环境压力下的电弧声信号，研究电弧声信号特征与高气压环境下脉冲MIG焊接过程的相关性。结果表明，电弧声信号可以反映不同环境压力下脉冲MIG焊接的稳定性以及高压环境焊接过程的电弧能量损失。

高压干法水下脉冲MIG焊接过程中，在其他焊接参数不变的情况下，随着环境压力的增大，焊接电流、电压波形以及电弧声信号波形由规则的周期性逐渐变得紊乱；电弧声声压随着环境压力升高而降低；电弧声FFT频谱图由集中变得分散，电弧燃烧紊乱，熔滴过渡变得不均匀，出现多脉一滴甚至短路过渡，焊接过程也愈发不稳定。由于具有上述的对应关系和规律，因此电弧声信号可以作为判断不同环境压力下焊接过程稳定与否的衡量标准。

常压干法焊接是指在深水下焊工仍然与在陆地一样的气压环境中进行焊接，排除了水深的影响，完全保证了焊接质量，其示意如图3-9所示。1977年，法国LPS公司首次采用常压干法焊接技术在北海水深150m处成功地实现了直径426mm的海底管线的焊接。但其设备造价比高压干法水下焊接还要昂贵，焊接辅助人员更多，所以一般只用于深水且非常重要的结构焊接。

图3-8　不同压力下电压和电弧声信号FFT

图3-9　常压焊接原理示意

1—浮箱；2—常压仓；3—液压测力计；4—装配塞；5—新管子；6—调整短管；7—密封卡环

常压干法焊接是在密封的压力舱中进行，压力舱内的压力与地面的大气压相等，与压力舱外的环境水压无关，如图3-10所示。实际上这种焊接方式既不受水深的影响，也不受水的作用，焊接过程和焊接质量与陆上焊接时一样。但常压焊接系统在海洋工程中的应用很少，其主要原因是，焊接舱在结构物或者管道上的密封性和焊接舱内的压力很难保证。巴西石油公司曾与Lockheed石油公司联合开发的该类操作系统在亚马孙盆地进行了应用。常压干法焊接设备造价比高压干法水下焊接还要昂贵，焊接辅助人员也更多，所以一般只用于深水焊接重要结构。此方法的最大优点就是可有效地排除水对焊接过程的影响，其施焊条件完全和陆地焊接时的一样，因此其焊接质量也最有保证。

图3-10　常压干法水下焊接示意图

常压干法水下焊接接的一种特殊情况是在浅海水域使用围堰的方式。波浪、潮汐以及较大的水深变化，使得浅水区域工作环境很不稳定。有些公司通过采用配备梯子的桶性结构将焊接舱连接到水面，形成常压工作环境来解决问题，从而实现常压焊接，如图3-11所示。该施工环境的压差很小，可以找到有效的密封方法。虽然需要考虑通风和安全程序，但该技术在某些特殊应用中已经被证明是实用的，特别适用于滩涂地区海洋工程结构的维修。

图3-11　围堰焊接示意图

3）局部干法水下焊接技术。

局部干法水下焊接技术是利用气体使焊接局部区域的水人为地被排开，形成一个局部干的气室进行焊接。焊接时电弧稳定，焊接质量明显提高。目前，近海工程钢结构焊接的方法是局部排水熔化极气体保护焊。干点式水下焊接是由美国首先提出来的，后由美英跨国公司用于生产。它有一个可移动的手提式小型圆筒形气室，一端封闭，另一端开口能按照焊接区的几何形状加一柔性密封的垫环。气保护焊枪固定在柔软的颈上并且伸入到可移动的圆筒形气室内。气室压紧在工件焊接区上，将具有一定压力的保护气体通入气室内，起到排开水（迫使气室内的水经过半密封垫环排出）和保护焊接的作用。潜水焊工手提带焊枪的圆筒形气室沿着焊缝移动进行焊接，这种干气室装置可适应水下全位置焊接，接头强度不低于母材，冷弯角可达180°。据报道，在水深29m处能焊出合格的焊缝，英国曾在水深27m处进行焊接。此法曾用于北海大陆架挪威海域，修复遭受冬季风暴破坏的Ekofisk钻井平台的两根位于水深7m、直径350mm的管子，焊后经磁粉探伤，没有发现缺陷。另外，还有局部干法大型气罩法水下焊接，其装置是一个可拆卸的大型透明气罩，把它安装或围绕在被焊的水下钢结构上，气罩下部是开口的，惰性保护气体通入气罩内排开水，保持焊接区域是干的，潜水焊工把焊枪从下面伸入，在干的环境里进行MIG焊接，焊接和检查工作结束后将气罩拆除，此法主要用于实芯焊丝或药芯焊丝进行气体保护半自动焊、钨极氩弧焊等。美国在水深12m处用此法修复采油平台管径406mm的立管，焊后经水压试验，符合要求。水下局部干法MIG焊接作为一种极有发展前途的水下焊接方法也得到了重视。通过对气体保护焊的基础理论进行研究，建立了相应的数学模型，设计了合适的喷嘴结构和气流速度，并探讨了水压、保护气体与工艺行为、电弧行为、熔敷率之间的关系。运用多普勒分速计测试分析了局部空穴的气流分布和相分布，研究了保护罩与热传输、压力的关系。在对辐流抽气机原理认识的基础上设计了一种新型排水罩，使得罩内焊接区气压下降，试验表明该排水罩形式下的焊缝性能达到了空气中的水平。王国荣等人研究了一种局部干法水下焊接技术，应用流体力学理论对排水罩进行计算和试验，确定了合理的排水罩结构和尺寸，进行了局部干法焊接试验。结果表明：该法的焊接冷却速度、焊接接头中的扩散氢含量和焊接HAZ区最高硬度值均比湿法的要低，得到的焊缝无气孔、裂纹和夹渣等缺陷；V形坡口焊接接头的机械性能满足API1004和ASMEN等标准规定的要求。本方法操作容易、设备简单、成本低廉、接头质量比较满意。

清华大学进行了水下局部干法激光焊接的试验研究。选用304不锈钢作为母材，ULC308作为填充焊丝，激光器功率为4kW。结果表明，保护气体流速对焊缝质量影响很大，气体流速低，焊缝氧的含量达800μg／g，气体流速高，焊缝氧的含量降为80μg／g。焊缝金属的抗拉强度不随保护气体流速而改变，塑性则随保护气体流速的降低而下降。喷嘴形状对焊接保护环境影响很大，适当增加喷嘴直径尺寸，可以获得比较稳定的气流空穴，从而获得满意的焊接质量。局部干法水下焊接可以获得接近干法的接头质量，同时由于设备简单，成本较低，又具有湿法水下焊接的灵活性，因此是很有前途的水下焊接方法。目前，已开发了多种局部干法水下焊接方法，有的已用于生产。

天津大学的姚杞等采用水下局部干法激光焊接技术对1mm厚的SUS304不锈钢进行了焊接试验，重点分析了水深及保护气体流量对焊缝成型与力学性能的影响。试验结果表明：通过适当的水深与保护气体流量匹配，可以获得成型良好、剪切拉伸强度与母材相当的焊缝。在水深一定时，随着气体流量的增加，焊缝熔宽变宽，熔深变浅，深宽比减小。在气体流量一定时，随着水深的增加。焊缝熔深和熔宽也表现出类似的变化规律。与普通激光焊接相比，水下激光焊接改变了焊缝的散热方向以及散热速度，因此同一焊接工艺参数下，水下激光焊接的熔深变浅，熔宽变宽。

图3-12　激光水下焊接示意图

表3-2　不同焊接工艺参数下焊缝横截面形貌及尺寸

表3-3　接头断裂宏观形貌及断裂位置

局部干法种类较多，日本较多采用水帘式及钢刷式，在美、英多是干点式及气罩式，法国新近发展了一种旋罩式。

①水帘式水下焊接法。

由日本首先提出，焊枪结构为两层。高压水射流从焊枪外层呈圆锥形喷出，形成一个挺度高的水帘，阻挡外面的水入侵。焊枪内层通入保护气体，把焊枪正下方的水排开，使保护气体能在水帘内形成一个稳定的局部气相空腔，焊接电弧在其中不受水的干扰，稳定燃烧。水帘有三个作用：一是形成一个保护气体与外界水隔离的屏蔽；二是利用高速射流的抽吸作用，把焊接区的水抽出去，形成气相空腔；三是把逸出的大气泡破碎成许多小气泡，使气腔内气体压力波动较小，从而保持气腔的稳定性。这种方法的焊接接头强度不低于母材，焊接接头面弯和背弯都可达到180°，焊枪轻便，较灵活，但可见度问题没有解决。保护气体和烟尘将焊接区的水搅得混浊而紊乱，焊工基本处于盲焊状态。另外，喷嘴离焊件表面的距离和倾斜度要求严格，对焊工的操作技术要求较高，再加上钢板对高压水的反射作用，这种方法在焊接搭接接头和角接接头时效果不好，手工焊十分困难，应向自动化方向发展。

②钢刷式水下焊接法。

这是日本发展的一种方法，是为了克服水帘式的缺点而研制的。此法是用直径0．2 mm的不锈钢丝“裙”代替水帘的一种局部排水法，它不仅可进行自动焊，也可进行手工焊。为减小钢丝间的间隙，增加空腔的稳定性，在钢丝裙上加一圈铜丝网（100～200目）；为避免飞溅粘到钢丝上，在钢丝裙内侧衬上一圈直径0．1mm的SiC纤维丝。这种方法曾用于焊修钢桩被海水腐蚀掉的焊缝，水深是1～6m。

③罩式水下焊接法。

在焊件上安装一个透明罩，用气体将罩内的水排出，潜水焊工在水中将焊枪从罩的下方伸进罩内的气相区进行焊接，焊工通过罩壁观察焊接情况，这种水下焊接可对不同接头形式的焊缝进行空间位置焊接，多采用熔化极气体保护焊，也可采用钨极氩弧焊及焊条电弧焊。实际应用的最大水深是40m。

这种气罩式局部干法水下焊接属于大型局部干法，焊接品质比小型局部干法高，但灵活性和适应性稍差。另外，焊接时间过长，罩内烟雾变浓，影响潜水焊工视线，应注意排气，始终保持罩内气体清澈，是该法必须解决的问题。

④可移动气室式水下焊接法。

1968年由美国首先提出，后由美英跨国公司应用于生产。它具有一个可移动的、一端开口的气室，通入的气体既是排水气体又是保护气体。这种方法是通过可移动气室压在焊接部位上，用气体将气室内的水排出，气室内呈气相，电弧在其中燃烧。气室直径只有100～130mm，属于干点式水下焊接法。焊接时，将气室开口端与被焊部位接触，在开口端装有半透密封垫与焊枪柔性密封，焊枪从侧面伸入气室中，排水气体将水排出后，便可借助气室中的照明灯看清坡口位置，而后引弧焊接，焊一段，移动一段气室，直至焊完整条焊缝。该法可进行全位置焊接。由于气室内的气相区较稳定，电弧较稳定，焊接质量较好，接头强度不低于母材，焊缝无夹渣、气孔、咬肉等缺陷，焊接区硬度也较低。焊接接头性能满足美国石油学会规程的要求，并在最大水深30～40m中应用。但这种水下焊接法也存在一些不足之处：首先，它不能很好地排除焊接烟雾的影响。其次，气室与潜水面罩之间仍有一层水，在清水中对可见度影响不太大，但在浑水中可见度问题仍未得到解决。最后，焊枪与气室是柔性连接，焊一段，停一次弧，移动一次气室，焊缝不连续，焊道接头处易产生缺陷。

综上所述，合理采用局部排水措施可有效解决水下焊接的三个主要技术关键，从而能提高电弧的稳定性，改善焊缝成型，减少焊接缺陷，在水深不超过30～40m的情况下，可以获得性能良好的焊接接头，局部干法水下焊接是很有前途的水下焊接方法。但是目前提出的几种小型局部干法水下焊接方法，除了干点式已初步在实际中应用外，其他尚处于试验阶段。

4）水下其他焊接方法。

①水下螺柱焊。

水下螺柱焊接系统最早是英国焊接研究所（TWI）在20世纪80年代中期开发的，在焊接之前，用聚合物环套住螺柱就可以解决海水的冷却问题。在我国，某船厂对500t下水船排滑行轨道22mm压紧螺栓进行调换工作时，首次采用了水下螺柱焊接工艺。由于这种方法作业深度较浅，受水的影响较小，而且焊接接头也产生了部分缺陷，焊接工艺参数及防电保护瓷套等对焊接质量的影响也没有完全解决，所以还需很长的时间研究完善。

②水下爆炸焊接。

水下爆炸焊接利用炸药爆炸所产生的冲击力使焊接工件发生碰撞而实现金属材料连接。水下爆炸焊具有准备工作简单，不需要预热、后热等热处理过程，不需要焊机，操作方便，技术要求不高等优点。日本很早就进行了水下导管的爆炸焊接和水下爆炸复合板的工作，并在大阪市港湾局的协助下进行了海水条件下的焊接试验。英国在促进北海油田和气田海底管线铺设时提供资金让国际科研及开发公司（International Research ＆ Development Co．）对水下爆炸焊接进行研究。在20世纪70年代后期，英国水下管道工程公司（British Underwater Pipe-line Engineering Company，BUPE）根据与挪威国家石油公司（Statoilof Norway）的合同，研制了一个完整的管道修补系统，其中就采用了爆炸焊技术。