水下切割工艺优化方案

9.6.2.1 水下电弧-氧切割工艺

水下电弧-氧切割是利用空心电极（割条）与工件产生电弧使工件熔化，氧气从电极中吹出，使液态金属氧化燃烧，并吹掉熔化的金属与熔渣，形成切口的切割方法，其原理如图9.6-1所示。

影响水下电弧-氧切割的主要工艺参数有切割电流、氧气压力和切割角。其中，切割电流主要取决于工件厚度和割条的直径。通常，割条直径由I=Kd决定，其中d为割条的直径，而K为与工件厚度有关的经验值，取值见表9.6-5。表9.6-6～表9.6-8，图9.6-2～图9.6-3给出了不同条件下水下电弧氧切割的工艺参数。

图9.6-1 水下电弧-氧切割原理

表9.6-5 割条经验值K的选取

表9.6-6 直径8mm钢管割条的切割工艺参数

表9.6-7 切割电流与切割速度的关系

表9.6-8 切割不同板厚时的切割速度

图9.6-2 切割速度与氧气压力的关系

图9.6-3 切割角度与切割速度的关系

a）板厚13mm b）板厚20mm

9.6.2.2 水下等离子弧切割

水下等离子弧切割与大气环境下等离子弧切割类似，都是采用转移型等离子弧熔化金属，然后借助高速气流或者水流将熔化金属去除。与陆地用的等离子体割炬不同的是，在喷嘴外面增设了一个外罩，阻止水进入电弧区，也防止因海水电解而影响正常切割。

图9.6-4 KB型水下等离子弧割炬结构示意图

1—金属软管 2—供电电缆 3—手把 4—高频电缆 5—绝缘体 6—支撑环 7—可换喷嘴 8—下腔体 9—备用软管 10—上腔体 11—电极 12—绝缘保护罩 13—气体总开关

图9.6-4是用于淡水中切割的KB型水下等离子弧割炬的结构示意图。表9.6-9给出了水下等离子弧切割的工艺参数。

表9.6-9 水下等离子弧切割各种材料的工艺参数

9.6.2.3 熔化极水喷射水下切割(www.xing528.com)

熔化极水喷射水下切割就是利用电弧产生的能量将金属熔化，并用高压水流将熔化金属及熔渣吹掉形成切口。

切割时可采用实心焊丝也可以采用药芯焊丝。实心焊丝熔化极水喷射水下切割工艺参数见表9.6-10。药芯焊丝水下切割工艺特点如图9.6-5～图9.6-7所示，采用药芯焊丝水喷射水下切割不同材料的工艺参数见表9.6-11～表9.6-13。

图9.6-5 药芯焊丝水下切割（FCAC）和水下电弧-氧（OAC）切割钢板St3切割速度与厚度间的关系

表9.6-10 实心焊丝熔化极水喷射水下切割的工艺参数

注：割丝为直径2.4mm的碳素钢丝。

①表中水压力值为除水深静压力之外，另行增加的压力值。

图9.6-6 10～60m水深，切割电流与焊丝进给速度之间的关系

1—p=0.1MPa 2—p=0.6MPa

图9.6-7 药芯焊丝水下切割时切割速度v_c与作业水深之间关系

1—板厚10mm 2—板厚15mm 3—板厚30mm

焊丝直径2.Omm 焊丝直径2.4mm

表9.6-11 药芯焊丝熔化极水喷射水下切割碳钢的工艺参数

（续）

注：割丝直径φ2.4mm。

表9.6-12 药芯焊丝熔化极水喷射水下切割不锈钢的工艺参数

注：割丝直径φ2.4mm。

表9.6-13 药芯焊丝熔化极水喷射水下切割铝的工艺参数

注：割丝直径φ2.4mm。