隨著海洋資源開發(fā)向更深、更廣的海洋領(lǐng)域進行和各種裝配件服役年限的增加,海上石油平臺、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。因此,適合深水焊接修復(fù)的相關(guān)技術(shù)亟待研究,這對于推動我國海洋事業(yè)的發(fā)展,有著非常重要的經(jīng)濟意義和策略意義。本課題將在自主構(gòu)建的深水環(huán)境水下濕法焊接實驗平臺上進行100 m水深內(nèi)的焊接試驗,研究水深對熔滴過渡特征的影響并探究其影響機理,分析不同水深下電弧電壓及焊接電流的波動情況,揭示水深對水下濕法焊接接頭質(zhì)量的影響規(guī)律,以期對深水濕法焊接的應(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)境水下濕法焊接實驗平臺,此實驗平臺包括X射線高速攝像系統(tǒng)、電信號采集系統(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渡過程,采用電信號采集系統(tǒng)實時采集焊接過程中焊接電流及電弧電壓的變化情況。通過X射線高速成像系統(tǒng)拍攝不同水深下的熔滴過渡過程,發(fā)現(xiàn)熔滴過渡類型基本分為兩種:短路過渡和排斥過渡。當(dāng)焊接參數(shù)不變時,隨著水深的增大,熔滴尺寸及熔滴過渡周期減小;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;電弧氣囊最大直徑減小,電弧氣囊的上浮速度則... 

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

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：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)對擴散氫含量 Plackett–Burman 方法，由此可知，水的鹽度，電極的污染程接電流對擴散氫含量的影響最大。外相較，我國在水下焊接方面的鉆研于上世紀六、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)對水下焊接電弧的光譜測溫進行了研究，與焊接電流對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)同時水下的電弧靜特性進行了研究，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接試驗所用的電弧電壓不變時，水下藥芯焊絲濕法焊接比陸高 10 %-15 %[44]。

42bar 的過程中，對電流密度、電場強度及電弧輻射等的變化情況進行了研究果表明，當(dāng)電弧長度保持一定時，電弧靜特性曲線會隨著環(huán)境壓力的升高而上電弧長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，氣體壓力的不同會對電弧電壓產(chǎn)生影響，并且探究了焊接電流對焊接接頭的。當(dāng)壓力從 0 MPa 變化到 6 MPa 的過程中，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；焊接過程產(chǎn)生的飛濺比例增多。當(dāng)電壓保持不變時，氣體壓力超過 2 MPa 后，熔深會隨著電流的減小而減�。划�(dāng)長度保持不變時，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度保持不變對高壓 MIG 焊接是有改善作用的。菅泰雄等[49]對縱向磁場輔助下的高壓 TIG 焊接進行了研究，從圖 1-3 中可出，隨著磁場強度的增加，電弧覆蓋的區(qū)域增大；當(dāng)外界氣體為 He 時，通過MPa 時的焊縫成形研究發(fā)現(xiàn)，電弧會隨著磁場強度增加而變得穩(wěn)定，從而提高成形效果。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]防護鋼的焊接冷裂紋敏感性研究[J]. 鄧才智,陳欣.  電焊機. 2017(09)
[2]壓力對水下焊條局部干法焊接電弧穩(wěn)定性的影響[J]. 高文斌,王東坡,程方杰,鄧彩艷,許威.  焊接學(xué)報. 2016(03)
[3]經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)背景下我國港口發(fā)展趨勢和路徑[J]. 張哲,張傳龍.  集裝箱化. 2016(02)
[4]不同壓力條件下水下局部干法焊接的研究[J]. 程方杰,劉陽,王東坡,許威,楊壽海.  焊接技術(shù). 2015(10)
[5]激光全熔透工藝參數(shù)對不銹鋼焊接氣孔率的影響[J]. 王詩洋,王旭友,滕彬,黃瑞生,王猛.  焊接. 2015(06)
[6]海洋石油工程水下焊接技術(shù)要點分析[J]. 杭建偉,劉亞杰,王朝,吳敏敏,徐澎,朱彥明.  化工管理. 2015(14)
[7]水下濕法焊接工藝在沉船打撈工程中的應(yīng)用[J]. 杜永鵬,郭寧,劉志強,袁新.  焊管. 2015(04)
[8]海洋工程腐蝕防護及水下焊接修復(fù)技術(shù)研究[J]. 畢鳳琴,李會星,孫振旭,徐子怡,趙紅梅,王勇.  材料導(dǎo)報. 2014(23)
[9]藥芯焊絲的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 張文毓.  現(xiàn)代焊接. 2014 (07)
[10]水下焊接技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 陳英,許威,馬洪偉,黃江中,程方杰.  焊管. 2014(05)

博士論文
[1]高壓干法GMAW電弧行為及熔滴過渡研究[D]. 李凱.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]高壓環(huán)境焊接電弧特性及熔滴過渡行為研究[D]. 趙華夏.北京化工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]硼酸環(huán)境對水下濕法焊接過程及質(zhì)量的影響研究[D]. 郭偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]鎳錳元素對水下濕法藥芯焊絲焊縫成型質(zhì)量影響研究[D]. 鮑曉明.長春工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號：3580445