研究进展
1895年,法国人LeChatelier发明了氧乙炔火焰,1900年.Fouch和Picard制造出了第1把氧乙炔割炬。氧乙炔火焰切割作为一种热切割方法开始被应用于生产实践,但当时于陆地切割使用。水下切割是1908年德国人试图使用陆地上的氧乙炔割炬实现的,其工作水深在8 m以内.但由于周围水的强烈冷却作用,使切口处很难预热,且火焰不稳定,切割效果并不好。到了1925年,水下切割技术获得重大突破,美国海军为了便于进行海上打捞,研制出一种使用压缩空气作为外部屏幕的氧一氢割炬。在实际应用中获得了良好的效果。水下氧火焰切割的机理是采用气体火焰把钢板预热到燃点温度.然后用高速氧气射流喷向已经预热的金属,引起钢板发生氧化反应同时放出热量。氧气射流把氧化物及熔融金属吹掉形成切口。氧火焰切割所使用的气体主要包括乙炔、碳氢化合物、氢和液体燃料。
一般情况下,水下切割过程多从被切割工件的边缘开始,向中间切割,直至切断;但有时受结构特点或环境所限,需从中间开始切割。
从工件边缘开始切割时,先将割条端部触及工件边缘,并垂直于切割面,使割条内孔骑到工件边缘棱线上,然后送电起弧。采用接触法引弧,开始时不要移动割条,待工件边缘形成凹形口后再慢慢向中间移动,开始正常切割;也可在边缘附近(离边缘线的距离不超过10mm)引弧,引弧后迅速向边缘移动,使边缘口形成凹口,然后再向中间逐步切割。
从中间开始切割时,要比从边缘开始切割容易一些。先将割条端部触及工件,使之与工件的切割面成80°~85°角,然后采用接触法或划擦法引弧。引弧后保持原地不动,直至割穿后再开始正常切割。
正常切割的基本操作
正常切割是指起始切口形成后的切割过程,基本操作方法有以下3种:支撑切割法、维弧切割法、加深切割法。
支撑切割法是指在引弧形成起始切口后,割条倾斜并与切割面保持80°~85°角,利用割条药皮套筒支撑在工件表面上,割条移动过程中,始终不离开工件的电弧-氧切割方法,该方法既可自左向右,也可自右向左,还可靠在规尺上切割,操作方便,效率较高,适用于中、薄板的水下切割。
维弧切割法是指起始切口形成后将割条提起,离开工件表面,并与工件保持垂直,然后沿切割线均匀地向前移动,维持电弧不熄灭,该方法适用于厚度在5mm以下薄钢板的水下切割。由于潜水员在水下保持身体的稳定性较困难,故电弧不易保持稳定。另外,切割质量也略低于支撑切割法,因此实际应用中不大采用维弧切割法。
加深切割法是指在起始切口形成后的切割过程中,割条不断伸入割缝中,使割缝不断加深,直到割穿工件,如此往复进行,终将工件割开。该方法适用于采用支撑切割法一次不易割透的厚板或层板。操作时割条上下移动要协调均匀,以保持电弧稳定燃烧。
水下焊接与切割措施
(一)准备工作
水下焊接与切割工作的一个重要特点是:有大量、多方面的准备工作,一般包括下述几个方面:
(1)调查作业区气象、水深、水温、流速等环境情况。当水面风力小于6级、作业点水流流速小于0.1^}0.3m/s时,方可进行作业。
(2)水下焊割前应查明被焊割件的性质和结构特点,弄清作业对象内是否存有易燃、易爆和有毒物质。对可能坠落、倒塌物体要适当固定,尤其水下切割时应特别注意,防止砸伤或损伤供气管及电缆。
悬空位置的水下切割技术
水下切割作业中,许多工件处于悬空位置,如果直接切割,会给在悬空状态下工作的潜水员造成很大的危险性,切割效率也低。
水下作业工具是潜水员或潜水器赖以完成水下清淤施工或救捞作业任务的重要手段和保证。由于水下施工的作业任务种类繁多,内容各异(如水下安装、检测、维修、清洗、涂装、焊接、切割、开挖、爆破、清淤等),所需要的水下施工作业工具的类型也各式各样。虽然20世纪80年代初以来,国内先后开发出一些水下作业机具,并在实践中得到应用。但这些工具大多只停留在、试验阶段,未能配套,远远不能满足施工作业单位的实际需要。今后10年里,水下清淤作业对工具设备的实际需求将大大增加。应重视和加强对各种水下作业工具的开发改进,形成系列和批量,以满足国内大规模水下施工作业之需求。