發(fā)布時(shí)間：2022-01-10 09:10

　　隨著海洋資源開發(fā)向更深、更廣的海洋領(lǐng)域進(jìn)行和各種裝配件服役年限的增加,海上石油平臺(tái)、海底輸油管道等水下結(jié)構(gòu)件的水下焊接修復(fù)工作量將日趨增長(zhǎng)。因此,適合深水焊接修復(fù)的相關(guān)技術(shù)亟待研究,這對(duì)于推動(dòng)我國(guó)海洋事業(yè)的發(fā)展,有著非常重要的經(jīng)濟(jì)意義和策略意義。本課題將在自主構(gòu)建的深水環(huán)境水下濕法焊接實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行100 m水深內(nèi)的焊接試驗(yàn),研究水深對(duì)熔滴過(guò)渡特征的影響并探究其影響機(jī)理,分析不同水深下電弧電壓及焊接電流的波動(dòng)情況,揭示水深對(duì)水下濕法焊接接頭質(zhì)量的影響規(guī)律,以期對(duì)深水濕法焊接的應(yīng)用提供可靠理論依據(jù)和技術(shù)保證。首先構(gòu)建了深水環(huán)境水下濕法焊接實(shí)驗(yàn)平臺(tái),此實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括X射線高速攝像系統(tǒng)、電信號(hào)采集系統(tǒng)及壓力環(huán)境模擬系統(tǒng)。采用X射線高速成像系統(tǒng)觀察水下濕法焊接熔滴過(guò)渡過(guò)程,采用電信號(hào)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集焊接過(guò)程中焊接電流及電弧電壓的變化情況。通過(guò)X射線高速成像系統(tǒng)拍攝不同水深下的熔滴過(guò)渡過(guò)程,發(fā)現(xiàn)熔滴過(guò)渡類型基本分為兩種:短路過(guò)渡和排斥過(guò)渡。當(dāng)焊接參數(shù)不變時(shí),隨著水深的增大,熔滴尺寸及熔滴過(guò)渡周期減小;熔滴偏離焊絲角度減小,熔滴脫離焊絲角度總體呈增大的趨勢(shì);電弧氣囊最大直徑減小,電弧氣囊的上浮速度則... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

水下濕法焊接的原理圖

年，F(xiàn)ydrych 等[41]研究了焊條電弧焊中焊接參數(shù)對(duì)擴(kuò)散氫含量 Plackett–Burman 方法，由此可知，水的鹽度，電極的污染程接電流對(duì)擴(kuò)散氫含量的影響最大。外相較，我國(guó)在水下焊接方面的鉆研于上世紀(jì)六、七十年代才是研究水下濕法焊材的先驅(qū)，早在 80 年代初，他們就開發(fā)了最濕法焊接的水下焊條 T203[42]。 年，華南理工大學(xué)對(duì)水下焊接電弧的光譜測(cè)溫進(jìn)行了研究，與焊接電流對(duì)電弧溫度的影響程度[43]。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水深增大弧的溫度分布更加集中，溫度梯度增加，中心弧柱區(qū)的溫度升中加入鋁粉，可以有效地提高電弧溫度，降低電弧電壓。理工大學(xué)同時(shí)水下的電弧靜特性進(jìn)行了研究，在導(dǎo)電嘴與工，水下（水深 85mm）及陸上焊接的電弧靜特性曲線如圖 1-2接試驗(yàn)所用的電弧電壓不變時(shí)，水下藥芯焊絲濕法焊接比陸高 10 %-15 %[44]。

42bar 的過(guò)程中，對(duì)電流密度、電場(chǎng)強(qiáng)度及電弧輻射等的變化情況進(jìn)行了研究果表明，當(dāng)電弧長(zhǎng)度保持一定時(shí)，電弧靜特性曲線會(huì)隨著環(huán)境壓力的升高而上電弧長(zhǎng)度和焊接電流相同的條件下，TIG 電弧的電壓隨著環(huán)境壓力的升高而。1987 年，ENJO 等[48]研究了 Ar 氣環(huán)境下 0-6 MPa 的 MIG 電弧行為。研究，氣體壓力的不同會(huì)對(duì)電弧電壓產(chǎn)生影響，并且探究了焊接電流對(duì)焊接接頭的。當(dāng)壓力從 0 MPa 變化到 6 MPa 的過(guò)程中，電弧弧柱的亮度增加、多陰極斑始出現(xiàn)；電弧不斷收縮并且穩(wěn)定性下降；焊接過(guò)程產(chǎn)生的飛濺比例增多。當(dāng)電壓保持不變時(shí)，氣體壓力超過(guò) 2 MPa 后，熔深會(huì)隨著電流的減小而減��；當(dāng)長(zhǎng)度保持不變時(shí)，隨著外界環(huán)境壓力的增加，電弧電壓也增加，使得熱輸入增加明電弧長(zhǎng)度保持不變對(duì)高壓 MIG 焊接是有改善作用的。菅泰雄等[49]對(duì)縱向磁場(chǎng)輔助下的高壓 TIG 焊接進(jìn)行了研究，從圖 1-3 中可出，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，電弧覆蓋的區(qū)域增大；當(dāng)外界氣體為 He 時(shí)，通過(guò)MPa 時(shí)的焊縫成形研究發(fā)現(xiàn)，電弧會(huì)隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度增加而變得穩(wěn)定，從而提高成形效果。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
[1]硼酸環(huán)境對(duì)水下濕法焊接過(guò)程及質(zhì)量的影響研究[D]. 郭偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]鎳錳元素對(duì)水下濕法藥芯焊絲焊縫成型質(zhì)量影響研究[D]. 鮑曉明.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2014



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