水下焊接技术分类及优缺点对比

一、水下焊接技术简介

1、湿法焊接技术

湿法焊接技术，是水下焊接领域中应用较为广泛的一种技术。它以其操作简单、设备需求较低的特点，在诸多水下工程维修和建设任务中发挥着重要作用。

湿法焊接，简而言之，就是焊工在水下直接进行电弧焊接的过程。在此过程中，焊条和焊件都完全处于水环境中。由于水的存在，焊接时会产生大量的气泡，这些气泡在一定程度上会干扰电弧的稳定，从而影响焊接质量。因此，这种焊接方式往往应用于对焊接质量要求不高的场合，如一些临时性的修补或应急任务。

然而，尽管湿法焊接在操作上相对简便，但其存在的技术难题也不容忽视。由于水的冷却作用，焊缝金属在凝固过程中容易变硬变脆，这会导致焊接接头的强度降低，从而影响整个结构的安全性和稳定性。此外，由于水是导电的，焊工在进行焊接时必须特别小心，以防触电事故的发生。

为了应对这些技术难题，焊工在使用湿法焊接技术时，通常需要采取一些特殊的措施。例如，选择适当的焊接材料、调整焊接参数、控制焊接速度等，以尽可能地提高焊接质量。同时，焊工还需要具备丰富的经验和技能，以应对水下环境中可能出现的各种突发情况。

2、干法焊接

干法焊接是一种特殊的水下焊接技术，它通过将焊接部位周围的水人为地排开，使潜水焊工能在一个干燥的气相环境中进行焊接。这种焊接方法通常需要使用大型气室或特殊设备来罩住焊件和焊工，以维持焊接区域的干燥状态。

干法焊接的优点在于其焊接质量高、接头性能优良。由于焊接过程中没有水的干扰，电弧燃烧稳定，焊缝质量得到保证。此外，干法焊接还可以降低焊工的操作难度，提高工作效率。

然而，干法焊接也存在一些缺点。首先，它需要昂贵的焊接设备和复杂的焊接系统，这增加了使用成本和技术难度。其次，设备的通用性较差，不同的工程环境可能需要不同的设备和系统配置。此外，干法焊接还需要特殊的安全措施来确保焊工在气室内的安全。

根据压力舱或工作室内压力的不同，干法焊接又可以分为高压干法水下焊接和常压干法水下焊接。高压干法水下焊接适用于较深的水域，它通过调节压力舱内的压力来排除焊接部位的水，使焊工在高压环境下进行焊接。而常压干法水下焊接则是为了克服高压对焊接过程的不利影响而发展起来的一种焊接方法，它保持焊接空间内的压力与陆地上大气压力相等，使焊工在更舒适的环境中进行焊接。

3、局部干法焊接

局部干法焊接是一种介于湿法和干法之间的水下焊接技术。它采用气体将正在焊接的局部区域的水人为地排开，形成一个较小的气相区，使电弧在其中稳定燃烧。这种方法综合了湿法和干法两者的优点，成为当前水下焊接研究的重点与方向。

局部干法焊接的显著优点在于其降低了水的有害影响，使得焊接接头质量得到明显改善，优于湿法焊接。同时，与干法焊接相比，局部干法无需使用大型昂贵的排水气室，适应性更强，成本也相对较低。

在实际应用中，局部干法焊接的种类多样。例如，日本提出了水帘式及钢刷式两种方法，美国、英国则采用了干点式及气罩式，而法国则发展了一种旋罩式局部干法焊接。这些不同的方法各具特色，适应不同的水下焊接需求。

在钢刷式水下焊接法中，通过用不锈钢丝“裙”代替水帘的方式，实现局部区域的排水。这种方法不仅可以进行自动焊，也可以进行手工焊，具有较强的灵活性。同时，为了增加空腔的稳定性，避免飞溅粘到钢丝上，还采用了加一圈铜丝网和纤维丝的措施。

然而，尽管局部干法焊接具有诸多优点，但由于其仍处于研究和发展阶段，其应用尚不普遍。在实际应用中，还需要根据具体的工程需求、环境条件以及技术可行性进行综合考虑和选择。

总的来说，水下焊接局部干法焊接是一种具有广阔应用前景的水下焊接技术。随着研究的深入和技术的不断完善，相信它在未来的水下工程中会发挥越来越重要的作用。

二、水下焊接技术优缺点对比

水下焊接的三种主要技术——湿法焊接、干法焊接和局部干法焊接，各自具有独特的优缺点，适用于不同的水下焊接场景。

1. 湿法焊接

优点：

设备简单：所需设备相对简单，容易获取和操作。

成本低廉：由于设备简单，因此整体成本较低。

操作灵活：在水下环境中，操作较为灵活，不受大型设备的限制。

缺点：

焊接质量较差：水的存在对焊接过程产生干扰，导致焊接接头质量不佳。

接头性能受限：接头的强度和塑性通常只有陆上焊接时的80%和50%左右。

应用范围有限：主要适用于非关键性构件的焊接，且深度一般不超过100米。

2. 干法焊接

优点：

焊接质量高：通过排除焊接区域的水，提高了焊接接头的质量和性能。

接头性能优良：接头性能可与陆地焊接接头性能相当。

适用于重要结构：适用于需要高质量焊接的重要结构或质量要求很高的结构。

缺点：

设备复杂且昂贵：需要特殊的压力舱和排水系统，导致成本增加。

操作难度高：由于设备复杂，操作难度相对较高。

受工件形状和尺寸限制：对于大型或复杂形状的工件，可能难以实现完全排水。

3. 局部干法焊接

优点：

结合了湿法和干法的优点：既降低了水的干扰，又无需使用大型设备。

接头质量较好：优于湿法焊接，且成本相对较低。

适应性较强：对于不同形状和尺寸的工件，都能在一定程度上实现局部排水。

缺点：

技术尚不成熟：局部干法焊接技术仍在研究和发展阶段，实际应用中可能存在技术问题。

操作难度适中：相对于湿法焊接，操作难度有所增加，但低于干法焊接。

可能存在的缺陷：如焊缝不连续、焊道接头易产生缺陷等问题，需要合理采用局部排水措施来解决。

三种水下焊接技术各有优缺点，在实际应用中应根据具体情况选择适合的技术方法。