目錄
前言
第1章 水下焊接概述 1
1.1 水下焊接的歷史 1
1.2 水下焊接的特點(diǎn) 2
1.3 焊接方法的水下應(yīng)用與焊接環(huán)境營造 2
1.3.1 焊接方法的水下應(yīng)用 2
1.3.2 水下焊接環(huán)境營造 3
1.4 水深對焊接技術(shù)和潛水技術(shù)選擇的影響 4
1.4.1 水深對焊接技術(shù)的影響 4
1.4.2 水深對潛水技術(shù)的影響 5
1.5 水下焊接與切割安全措施 7
第2章 水下焊接主要應(yīng)用場合及其結(jié)構(gòu)物、材料與標(biāo)準(zhǔn) 9
2.1 水下焊接主要應(yīng)用場合 9
2.1.1 海上油氣生產(chǎn)設(shè)施 9
2.1.2 核電站設(shè)施 10
2.1.3 隧道盾構(gòu)機(jī) 11
2.2 水下焊接維修結(jié)構(gòu)物及其材料 12
2.2.1 海上油氣生產(chǎn)設(shè)施水下焊接維修結(jié)構(gòu)物及其材料 12
2.2.2 核電站設(shè)施水下焊接維修結(jié)構(gòu)物及其材料 21
2.2.3 盾構(gòu)機(jī)水下焊接維修結(jié)構(gòu)物及其材料 24
2.3 AWS水下焊接標(biāo)準(zhǔn) 27
2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)簡介 27
2.3.2 焊接接頭等級劃分與設(shè)計(jì) 28
第3章 水下濕式焊接與裝備 30
3.1 水下濕式焊接簡介 30
3.2 濕式焊接的物理冶金特性 31
3.2.1 濕式焊接過程的特殊性 31
3.2.2 濕式焊接電弧參數(shù)與水深的關(guān)系 32
3.2.3 濕式焊接焊縫金屬擴(kuò)散氫問題 33
3.2.4 濕式焊接焊縫金屬合金元素 34
3.2.5 濕式焊接焊縫金相 35
3.2.6 濕式環(huán)境鋼的焊接性 36
3.3 水下焊條 37
3.3.1 水下焊條配方與焊縫外觀 37
3.3.2 電弧穩(wěn)定性 38
3.3.3 合金化對焊接接頭結(jié)構(gòu)及其性能的影響 38
3.3.4 防水涂層 40
3.4 水下藥芯焊絲焊接與切割 41
3.4.1 水下藥芯焊絲半自動焊 41
3.4.2 無需供氧的水下藥芯焊絲電弧切割 45
3.5 水下焊接設(shè)備 49
3.5.1 水下焊接設(shè)備組成 49
3.5.2 水下半自動切割設(shè)備 52
3.5.3 水下半自動設(shè)備用于其他場景 52
第4章 水下干式高壓焊接與裝備 53
4.1 水下干式高壓焊接原理 53
4.2 焊條焊及其在隧道盾構(gòu)機(jī)維修中的應(yīng)用 54
4.2.1 焊條焊及其高壓環(huán)境行為特征 54
4.2.2 隧道盾構(gòu)機(jī)維修高壓焊接與切割 55
4.3 鎢極氬弧焊及其在海底管道維修中的應(yīng)用 62
4.3.1 TIG焊及其高壓環(huán)境行為特征 62
4.3.2 高壓環(huán)境下磁控TIG焊的電弧特性 68
4.3.3 高壓環(huán)境直流TIG焊工藝試驗(yàn) 71
4.3.4 高壓環(huán)境脈沖TIG焊工藝試驗(yàn) 74
4.3.5 海底管道維修高壓環(huán)境TIG焊 77
4.4 熔化極氣體保護(hù)焊及其在深水結(jié)構(gòu)物維修中的應(yīng)用 80
4.4.1 MIG焊及其高壓環(huán)境行為特征 80
4.4.2 高壓環(huán)境脈沖MIG焊 82
4.4.3 高壓環(huán)境下MIG焊外加磁場調(diào)控 92
4.4.4 高壓環(huán)境MIG焊外加激光調(diào)控 95
4.4.5 深水結(jié)構(gòu)物維修高壓環(huán)境MIG焊 104
4.5 等離子弧及其高壓環(huán)境切割技術(shù) 105
4.5.1 等離子弧及其高壓環(huán)境行為特征 105
4.5.2 高壓環(huán)境等離子弧溫度場的數(shù)值模擬 106
4.5.3 高壓環(huán)境等離子弧引弧 110
4.5.4 高壓環(huán)境等離子弧切割工藝試驗(yàn) 113
4.6 水下干式高壓焊接裝備 114
4.6.1 海底管道維修遙操作干式高壓焊接機(jī)器人 114
4.6.2 數(shù)字化逆變TIG高壓焊接電源 119
4.6.3 水下干式高壓焊接艙 125
4.6.4 高壓焊接試驗(yàn)艙 135
第5章 水下局部干式焊接 140
5.1 局部干法焊接原理 140
5.2 氣罩式水下焊接 141
5.3 可移動氣室式水下焊接 142
5.4 國內(nèi)排水罩式局部干法焊接的研究現(xiàn)狀 145
5.5 水下自動焊接排水裝置研制 151
5.5.1 排水裝置設(shè)計(jì) 152
5.5.2 進(jìn)氣方式設(shè)計(jì) 154
5.5.3 排水裝置密封 156
5.5.4 密封狀態(tài)理論分析 157
5.5.5 罩內(nèi)氣體流動狀態(tài)分析 159
5.6 排水性能試驗(yàn) 163
5.6.1 海綿密度對排水效果的影響 163
5.6.2 水面以上位置靜態(tài)排水試驗(yàn) 165
5.6.3 水下環(huán)境排水試驗(yàn) 167
5.7 局部干法自動水下焊接工藝研究 170
5.7.1 平板堆焊焊接工藝 171
5.7.2 坡口堆焊焊接工藝 174
5.7.3 坡口對接焊焊接工藝 178
5.7.4 321不銹鋼焊接工藝 183
5.8 局部干法水下激光焊接 188
第6章 水下摩擦焊接 194
6.1 水下摩擦疊焊 194
6.1.1 摩擦疊焊的原理及特點(diǎn) 194
6.1.2 國內(nèi)外水下摩擦疊焊技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 195
6.1.3 水下摩擦疊焊的試驗(yàn)裝置 200
6.1.4 摩擦疊焊單元成形的聲發(fā)射特性研究 202
6.1.5 材料變形及其遷移特性研究 208
6.1.6 成形過程的數(shù)值仿真研究 212
6.1.7 工藝參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響研究 219
6.2 水下摩擦螺柱焊 233
6.2.1 水下摩擦螺柱焊技術(shù)簡介 233
6.2.2 水下摩擦螺柱焊技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 234
6.2.3 水下摩擦螺柱焊試驗(yàn)裝置 237
6.2.4 焊接試驗(yàn)及接頭性能測試 238
參考文獻(xiàn) 246