(4)碳弧喷水式切割: 目前,碳弧喷水式切割方法广泛的用于多种金属材料的切割、水下焊缝清根、水下焊接坡口加工等工艺。

目前随着科技的发展出现了很多先进的切割技术,比如激光切割技术。激光切割技术是将能量密度很高的激光束加热被切割工件使其金属熔化、氧化、气化分离的切割方法。这种切割方法最大的优点是切割精度很高,切割速度比一般的切割方法快,但是设备比较复杂价格昂贵,还不能得到广泛的应用[16]。

2水下熔化极电弧切割发展

最初,水下熔化极电弧热切割技术在苏联广泛应用于船舶和船坞结构修理以及一些腐蚀结构的修复等方面。

随后,乌克兰巴顿焊接研究所开发出了半自动水下熔化极电弧切割技术,该技术被广泛的用于水下钢结构的切割与修复以及一些沉船打捞的场合。水下熔化极电弧半自动切割方法是利用药芯切割丝在割丝与工件之间产生电弧,然后利用电弧热使金属熔化而进行切割的一种方法。药芯的好处主要表现在两个方面:一方面,药芯熔化生成的熔渣和气体对切口具有保护作用,使切口金属不被氧化烧损;另一方面,药芯分解产生的气体可以将熔融的金属吹出,从而形成切口。这一切割技术最显著的特点是,它可以用于水深为60m的深水环境下对厚度为40mm的碳钢、高合金钢以及有色金属进行切割,而且切割过程中不用向电弧燃烧区额外提供氧气[17]。论文网

乌克兰巴顿焊接研究所的水下熔化极电弧热切割方法的发明者对这种切割方法从三个主要方面(即切割机理、切割材料以及切割工艺)进行了系统的研究。而且,研究者还研制出了三种不同类型的药芯切割丝:氧化型、造气型以及产热型。这三种不同类型的切割丝已经在实际工程中的不同领域得到了广泛的应用。为了实现半自动化切割过程,巴顿焊接研究所设计了一套专门的水下切割设备。     

图1-2 水下熔化极电弧切割设备      图1-3 切割装置接线图

图1-4 半自动水下箱体

水下熔化极电弧切割设备如图1-2,其内部连线图如图1-3所示。最终将整套设备设计成一个潜水箱,潜水箱外部充满绝缘介质,内部安装有送丝机构、张紧机构以及丝盘转轴,如图1-4所示。潜水箱内部的所有部件都设计成内外压力相等,这样有效地避免了在深水环境下由水压造成的部件变形。这种设计,使半自动水下熔化极电弧切割设备能够适用于更大的水深范围,并且能够使其可靠工作时间延长,从而增加了水下切割的效率[18]。

目前,我们国家在水下切割自动化技术方面的发展还比较落后,没有受到足够的重视,国内还很少有关于水下电弧切割自动化技术的研究论文。在这方面哈尔滨工业大学和上海交通大学的研究文章比较多,比如上海交通大学的吴毅熊教授等人发表的《关于水下电弧切割现象和技术参数的研究》对水下电弧切割做了深入的研究。另外,江苏科技大学也曾发表过一篇《水下熔化极电弧热切割方法及特性研究》的文章;苏州大学发表了一篇《自动化显微超声切割方法的研究》的文章对自动化的在切割技术中的应用做了一些研究。

水下熔化极电弧热切割技术的发展应该受到更多的重视,它与其它的一些水下切割方法相比,具有设备简单、安全性高、灵活性好等优点,易于实现半自动化和自动化控制,是水下切割效率大大提高,而且能够得到比较满意的切口质量,在今后的一些海洋工程中具有广泛的应用前景。

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