水下焊接与热切割

不同的水下切割法有不同的技术要求、切割速度、应用水深等，每一种水下切割法都有其优点和局限性，各种水下切割法的比较见表4-2。

表4-2　各种水下切割法的比较

目前应用最广的水下切割法是钢管割条水下电弧-氧切割。该切割法操作方便、灵活，设备简单、成本低，用来切割厚度不超过40mm的钢板，操作技术容易掌握，是实际应用最广泛、应用水深最大的一种水下切割方法。但需要频繁地更换割条，影响切割效率，切口也较粗糙。

切割速度比较快的是熔化极水喷射切割法及水下等离子弧切割法。这两种切割法切割效率高，切口质量也比较好，不加修整或稍加修整就可以进行水下焊接。但水下等离子弧切割与在大气中切割相比，存在以下问题。

①要求的电弧功率较大。水中切割时存在水压的阻力，使等离子弧的稳定性变差、弧长缩短、电弧吹力减弱、有效热能降低，再加上水对工件的冷却作用，因此在切割同等板厚时需要提高电弧功率。

②要求的电源空载电压和高频引弧功率较大。在水中为引燃“小弧”，需先用较大流量的气流把喷嘴周围的水排除。在这种气流中引弧，必须增大高频引弧装置的电源功率和提高电源的空载电压。

③在水中能见度低，对切割情况不易观察，给操作带来一定的困难。

我国于20世纪70年代末引进了熔化极水喷射水下切割技术，研制了切割设备。在浅水及56m水深对12mm厚的低碳钢板进行切割，切割速度越过20m／h。熔化极水喷射水下切割的最大切割能力可达40mm。

但水下作业的安全性较电弧-氧切割差，尤其是水下等离子弧切割，使用的电压高达180V，这对水下作业人员有很大的危险性。切割速度最快的是聚能爆炸切割，适用于几何形状简单的工件水下切割，如水下管道、水下金属桩和柱等结构。如能很好地控制炸药用量并掌握好爆炸方向，可以大大减少对临近结构的威胁。

水下氧-火焰切割和机械切割，切割速度虽然很慢，但它们是修整焊接坡口的最好的水下切割方法。水下氧-火焰割炬的割嘴上带有一个空气喷嘴，高压空气从喷嘴中喷出，在火焰周围形成一个“气帘”，将火焰与水分开，这样既确保了火焰燃烧的稳定性，又提高了火焰的预热效果，同时也增大了从喷嘴到待切割工件间距离的变化范围，便于操作。水下机械切割机一般有液压驱动、气压驱动及电动驱动三种。液压驱动的切割机在同样的液压下，随着水深的增加，供给切割机的功率相应降低，即驱动功率受到水深的限制。气压驱动与液压驱动的切割机相似，如能将排气管道与大气相通，则可消除反冲压力作用，从而提高切割效率。电动驱动切割机不受水深的限制，理论上可应用到水下几百米深度的切割。

水下切割法的实际采用受水深的限制，表4-3列出了水深对各种水下切割法可行性的影响。

表4-3　水深对各种水下切割法可行性的影响

（续表）

①等离子气不是真正液化，而是在这个深度时，气体密度接近于其液态密度。