水下电弧氧切割适用于能导电的金属材料。但主要是用来切割易氧化的低碳钢和低合金高强钢。其使用水深已**过150 m。可能切割的厚度也在不断增加。但水下电弧氧切割由于割缝质量不高,多用于水下破坏性切割,以切断材料为目的。水下氧火焰切割和水下电弧氧切割都以气体为介质。在水中自由状态下气体必然要产生上浮的气泡,造成大量气泡翻腾现象。从而降低了水下可见度,增加了切割中的困难。熔化较水喷射水下切割由13本在上世纪70年代发明,用水作为切割工作介质,除保证切割过程平静外.还不必克服以空气作为介质时存在的因水深而带来的静水压问题。这种方法是利用电弧产生的热量将金属熔化.并用高压水射流将被熔化的金属及熔渣吹掉。随着现代造船工业、原子能工业和海洋开发等工业的发展。要求水下切割技术能满足切割速度快.效率高,具有较高的切割质量,热影响区小,切割工件无变形等特点,根据等离子弧的特点人们开发了水下等离子弧切割技术,这种方法成功用于水下切割的报道较早见于1960年。其原理和设备与等离子弧焊基本相同。不同的是切割时应用的电流和气流都比较大。
水下热切割法都会对工件产生热影响甚至变形,而水下冷切割法则避免了这一缺点。高压水射流水下切割技术作为一种水下冷切割方法。不会破坏材料的物理、力学性能及材质的晶问组织结构,且免除了后序加工。尤其对特种材料如碳纤维材料,有切割无法比拟的效果。高压水射流切割技术可以切割各类金属或非金属、塑性或脆性硬材料。美国密执安大学教授诺曼·弗兰兹博士于1968年**获得水射流切割技术**。1971年,对制作家具的硬木进行水射流切割获得成功,引起了国际关注。上世纪80年代.美国又率先把水磨料射流切割技术应用于实践。使切割对象更加广泛。纯水型水射流切割的原理是将水增至**高压,再经节流小孔,使水压势能转化为射流动能,用这种高速密集的水射流进行切割:加磨料型水射流切割是再往水射流中加人磨料粒子。经混合管形成磨料射流,用磨料射流进行切割。
维弧切割法是指起始切口形成后将割条提起,离开工件表面约2~3mm,并与工件保持垂直,然后沿切割线均匀地向前移动,始终维持电弧不熄灭,操作方法如图5(b)所示。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,较终将工件割开。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。 [2]
各种位置的水下电弧-氧切割技术
根据被切割工件或结构在水下的位置,可将水下电弧-氧切割分为平割、立割、横割及仰割操作技术。横割操作是平割及立割操作在横向被割工件或结构上的运用,而仰割操作不宜应用于这种位置。
悬空位置的水下切割技术