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《水下激光焊接技術(shù)的研究和應(yīng)用new》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、水下激光焊接技術(shù)的研究和應(yīng)用海洋工程結(jié)構(gòu)因常年在海上工作，其工作環(huán)境極為惡劣，除受到結(jié)構(gòu)的工作載荷外，還要承受風(fēng)暴、波浪、潮流引起的附加載荷以及海水腐蝕、砂流的磨蝕、地震或寒冷地區(qū)冰流的侵襲。此外，石油天然氣的易燃易爆性對結(jié)構(gòu)也存在威脅。而且海洋結(jié)構(gòu)的主要部分在水下，服役后焊接接頭的檢查和修補(bǔ)很困難，費用也高，一旦發(fā)生重大結(jié)構(gòu)損傷或傾覆事故，將造成生命財產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。所以對海洋工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計制造、材料選擇以及焊接施工等都有嚴(yán)格的質(zhì)量要求。而隨著海洋石油和天然氣工業(yè)的發(fā)展,海洋管道工程日益向深海挺進(jìn),我國作為一個發(fā)展中的沿海大國,國民經(jīng)濟(jì)要持續(xù)發(fā)展
2、,就必須把海洋的開發(fā)和保護(hù)作為一項長期的戰(zhàn)略任務(wù)。大量的海底管道施工工程對水下焊接技術(shù)提出了新的要求。?????水下焊接由于水的存在，使焊接過程變得更加復(fù)雜，并且會出現(xiàn)各種各樣陸地焊接所未遇到的問題，目前，世界各國正在應(yīng)用和研究的水下焊接方法種類繁多，應(yīng)用較成熟的是電弧焊。隨著水下焊接技術(shù)的發(fā)展，除了常用的濕法水下焊接、局部干法水下焊接和干法水下焊接以外，又出現(xiàn)了一些新的水下焊接方法。但是，從各國海洋開發(fā)的前景來看，水下焊接的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)形勢發(fā)展的需要。因此，加強(qiáng)這方面的研究，無論是對現(xiàn)在或?qū)恚紝⑹且豁椃浅Ｓ幸饬x的工作。???1水下焊接技
3、術(shù)的最新進(jìn)展??1.1濕法水下焊接????????濕法焊接中，水下焊接的基本問題表現(xiàn)最為突出。因此采用這類方法難以得到質(zhì)量好的焊接接頭，尤其在重要的應(yīng)用場合，濕法焊接的質(zhì)量難以令人滿意。但由于濕法水下焊接具有設(shè)備簡單、成本低廉、操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點。所以，近年來各國對這種方法仍在繼續(xù)進(jìn)行研究，特別是涂藥焊條和手工電弧焊，在今后一段時期還會得到進(jìn)一步的應(yīng)用。?????在焊條方面，比較先進(jìn)的有英國Hydroweld公司發(fā)展的HydroweldFS水下焊條，美國的專利水下焊條7018’S焊條，以及德國Hanover大學(xué)基于渣氣聯(lián)合保護(hù)對熔滴過渡的影
4、響和保護(hù)機(jī)理所開發(fā)的雙層自保護(hù)藥芯焊條。美國的StephenLiu等人在焊條藥皮中加入錳、鈦、硼和稀土元素，改善了焊接過程中的焊接性能，細(xì)化了焊縫微觀組織[1]。?????水下焊條的發(fā)展促進(jìn)了濕法水下焊接技術(shù)的應(yīng)用。目前，在國、內(nèi)外都有采用水下濕法焊條電弧焊技術(shù)進(jìn)行水下焊接施工的范例。?????藥芯焊絲的出現(xiàn)和發(fā)展適應(yīng)了焊接生產(chǎn)向高效率、低成本、高質(zhì)量、自動化和智能化方向發(fā)展的趨勢。英國TWI與烏克蘭巴頓研究所成功開發(fā)了一套水下濕法藥芯焊絲焊接的送絲結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)及其焊接工藝[2]。http://www.xhylaser.com.cn/華南理工大
5、學(xué)機(jī)電工程系劉桑、鐘繼光等人開發(fā)了一種藥芯焊絲微型排水罩水下焊接方法[3]，從實用經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā),完全依靠焊接時自身所產(chǎn)生的氣體以及水汽化產(chǎn)生的水蒸氣排開水而形成一個穩(wěn)定的局部無水區(qū)域,使得電弧能在其中穩(wěn)定的燃燒。微型排水罩的尺寸和結(jié)構(gòu)決定了焊接過程中無水區(qū)(局部排水區(qū))的大小和穩(wěn)定程度。除此之外，他們還通過復(fù)合濾光技術(shù)和水下CCD攝像系統(tǒng)，采集出了藥芯焊絲水下焊接電弧區(qū)域圖像，從而為水下濕法焊接電弧的機(jī)理分析及水下焊接過程控制奠定了基礎(chǔ)。???由于傳統(tǒng)的邊緣檢測算子如梯度算子、拉普拉斯算子、Sobel算子等對噪聲敏感，梁明等采用了Bubble函
6、數(shù)過零點檢測來提取焊縫圖像邊緣的小波多尺度方法[4]，通過調(diào)整尺度參數(shù)σ的值，得到焊縫邊緣提取效果最好的σ范圍是:0.4≤σ≤0.6，有效降低了噪聲，同時又較好地保持了焊縫邊緣細(xì)節(jié)，在水下藥芯焊接焊縫邊緣檢測中獲得較好的效果。???深圳市星鴻藝激光科技有限公司專業(yè)生產(chǎn)激光打標(biāo)機(jī)，激光焊接機(jī),深圳激光打標(biāo)機(jī),東莞激光打標(biāo)機(jī)???盡管如前所述濕法焊接已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，但到目前為止，應(yīng)該說水深超過100m濕法水下焊接仍難得到較好的焊接接頭，因此還不能用于焊接重要的海洋工程結(jié)構(gòu)。但是，隨著濕法水下焊接技術(shù)的發(fā)展，很多濕法水下焊接的問題在一定程度上正在
7、克服，如采用設(shè)計優(yōu)良的焊條藥皮及防水涂料等，加上嚴(yán)格的焊接工藝管理及認(rèn)證，現(xiàn)在濕法水下焊接已在北海平臺輔助構(gòu)件的水下修理中得到成功的應(yīng)用，另外，濕法水下焊接技術(shù)也廣泛用于海洋條件好的淺水區(qū)以及不要求承受高應(yīng)力構(gòu)件的焊接。目前，國際上應(yīng)用濕法水下焊條以及濕法水下焊接技術(shù)最廣的是墨西哥灣?，F(xiàn)在濕法水下焊接中最常用的方法為焊條電弧焊和藥芯焊絲電弧焊。在焊接時潛水焊工要使用帶防水涂料的焊條和為水下焊接專門設(shè)計或改制的焊鉗。在質(zhì)量要求較高的場合，可把焊條放入充氣容器，防止焊條使用前吸水。??1.2?局部干法水下焊接?????局部干法水下焊接的種類很多，包括
8、干箱式焊接、干點式焊接、水簾式干法焊接、鋼刷式水下焊接以及局部干法大型氣罩法水下MIG/TIG焊接等。由于局部干法水下焊接降低了水的有害
