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    1.水下切割设备 (1)水下电弧-氧切割 水下电弧-氧切割使用的设备主要有切割电源、割炬、切割电缆、断电开关及供氧系统等,图1所示为水下电弧-氧切割设备的基本构成示意。 1)切割电源 水下电弧-氧切割使用的电源与水下焊条电弧焊使用的电源基本相同,也是直
    1.水下切割设备
    (1)水下电弧-氧切割
    水下电弧-氧切割使用的设备主要有切割电源、割炬、切割电缆、断电开关及供氧系统等,图1所示为水下电弧-氧切割设备的基本构成示意。
    1)切割电源
    水下电弧-氧切割使用的电源与水下焊条电弧焊使用的电源基本相同,也是直流弧焊电源,只是功率大些,一般额定输出电流不应小于500A。常用的水下切割发电机主要有AX1-500、AX8-500等型号。另外,ZDS-500型水下焊接电源及ZXG-500型弧焊整流电源也可用于水下切割。尤其是ZDS-500型水下焊接电源,是船上专用弧焊电源,具有防水、防潮、防振性能,超载能力强,容易引弧,电弧稳定,可提高切割效率。
    2)切割割炬
    水下电弧-氧切割炬应满足下列技术要求:
    ① 割炬从夹割条处起到握柄中心的距离为150~200mm,在水中的质量不宜大于1000g;
    ② 割炬头部设有自动断弧装置,以防烘干割炬头部;
    ③ 割炬应有回火防止器等装置,以防灼热的熔渣阻塞气体通道,防止烧损氧气阀;
    ④ 割炬与电缆和氧气管的连接装置必须方便可靠,能保证连接的牢固性和气密性,割炬的割条夹紧装置应简便,并具有一定的夹紧力;
    ⑤ 电缆接头牢靠,带电部分必须包绝缘套,并且其绝缘电阻不小于35MΩ,耐压1000V(工频交流);
    ⑥ 氧气阀开启、关闭应灵活自如,接头牢固,0.6MPa气压下不漏气,并且可供气体流量不小于1000L/min;
    ⑦ 割炬构件外表面应镀铬或镀银等防腐蚀处理,镀层不得有脱壳等缺陷。
    图2所示为我国生产的SG-Ⅲ型水下电弧-氧切割割炬结构示意,实践证明这种割炬是比较适用的。如注意保养,使用寿命也比较长,但割炬头部的割条插孔使用一段时间后,与割条的接触性能会变差,往往会在该位置产生电弧,导致割炬损坏。另外使用时间长了,割炬的绝缘性也会降低,在切割过程中可能有漏电现象产生,危及潜水员的安全。因此要对割炬经常检查,及时维修或更换有损坏的零件。此外,也可使用图3所示的水下焊割两用炬进行水下切割。
    3) 切割电缆及开关
    水下电弧-氧切割中使用的电缆,应是耐海水腐蚀的橡胶套多股铜芯的船用电缆。电缆截面积一般为70~100mm2 ,长度根据水深而定,如果水的流速较大,电缆还要加长一些。如果没有船用电缆,也可用陆上用焊接电缆代替,但需要经常检查,发现有橡胶套老化龟裂时,要及时更换以防漏电。
    连接电源和割炬的电缆,俗称“把线”;连接电源和被切割工件的电缆,俗称“地线”。为了水下作业的安全,把线上接一个切断开关,以便根据潜水员的要求及时供电或断电。断电开关可用单闸刀开关,也可用自动断电器,开关导电元件应具有足够的导电断面积。
    自动断电器能在引弧时使电压迅速上升到引弧所需的电压,而在断弧或更换割条时则快速切断电源。这一装置的外形尺寸为420mm×340mm×270mm,质量约为30kg。适用于直流正接电路。
    4) 供氧气系统
    水下电弧-氧切割供氧气系统由氧气瓶、减压器及氧气管组成。
    ① 氧气瓶 氧气瓶的容积一般是40L,质量为60kg,外圆直径为219mm,高1450mm。外表涂成天蓝色,并用黑漆注明“氧气”字样。氧气瓶是一种高压容器,额定压力为15.15MPa。
    使用氧气瓶应注意下列事项。
    a.使用时必须平稳放置,不得与其他气瓶混在一起,特别是严禁与可燃气瓶或液体燃料容器放在一起。
    b. 氧气瓶应至少与火源保持5m的距离,至少与一般热源保持1m的距离,严防烈日曝晒及火烤。
    c. 氧气通道不得沾染油脂,尤其是在氧气瓶阀门处。
    d. 不得将瓶内氧气全部放空,至少应保留1~2个表压,以便在再装氧气时吹除灰尘及避免其他气体进入。科海加气块设备 。
    e. 瓶处要安装防振橡胶圈,搬运时要轻装轻卸,避免撞击,严禁抛滑。
    f. 对氧气瓶应定期做水压检验,及时检修或停止使用不合格的氧气瓶。
    ② 减压器 减压器是用来将氧气瓶中高压氧气降低到工作所需要的压力,并保证工作时氧气压力的稳定性。减压器上有两块压力表,分别指示瓶内气体压力及工作气体压力。减压器的种类很多,按作用原理可分为正作用式和反作用式;按降压级数可分为单级的和多级的。实际水下电弧-氧切割中一般采用单级反作用式减压器。使用减压器时应注意如下事项。
    a.安装减压器之前,需先打开氧气瓶阀门,利用氧气来吹掉阀嘴上的灰尘等杂质。操作时,氧气瓶阀嘴不能朝向人体。
    b.检查各接头是否拧紧、有无滑牙现象,调节螺钉使其处在松开的位置。
    c.安装好减压器后再开启氧气瓶阀门,查看压力表是否工作正常、各部分有无漏气现象。待一切正常后再接氧气胶管。
    d.减压器如沾附油脂,必须擦净后再使用。
    e.减压器冻结时,不允许用火烤,可用热水或蒸汽解冻。
    F.当发现减压器有自流现象时,即调节螺钉松开时,低压表仍自动上升,这可能是由于减压器中的活门或活门座上有污物,或是由于它们的接触面不平,从而使得高压气体向低压室渗流。此时要将污物清除,并用细砂布将活门磨平。如发现活门座有裂纹时,要及时更换。自流现象的产生,也可能是副弹簧损坏而导致压紧力不足所引起的,加气块产品 。此时应更换副弹簧。
    (2)水下等离子弧切割
    1) 切割电源
    为适应水下等离子弧切割的特殊要求,水下等离子弧切割电源采用可控硅晶体管开关及整流器并用水冷却,具有陡降的外特性,在弧长(电弧电压)变化时能保证切割参数及电弧稳定;而且从“小弧”过渡到切割电弧时能按照自然间断特性平稳地达到给定的电流值,而不产生冲击电流。该电源在控制电路中考虑到能把空载电压降低到110V并获得手工电弧焊所需的外特性曲线,使之也可用于水下手工焊接。
    表1列出典型水下等离子弧切割电源的主要技术参数。
    表1 典型水下等离子弧切割电源的主要技术参数

    切割电流/A

    300600(额定负载持续率60%,切割周期10min)

    空载电压/V

    180

    ****工作电压/V

    140(切割电流为600A)

    小弧电流/A

    50

    小弧电源空载电压/V

    180


    2) 切割割炬
    水下等离子弧切割与陆上用的割炬不同之处在于:
    ① 在喷嘴外面增设了一个外罩,其间通以冷却水或气体,形成一“水帘”(或气帘)阻止水进入电弧区,使电弧能稳定燃烧,同时也防止了因海水的电解而影响正常切割;
    ② 各连接部分具有良好的水密性;
    ③ 具有耐高压的绝缘性。
    图4及图5分别所示为两种水下等离子弧切割用的割炬结构,其中KB型割炬用于在淡水中切割,外形尺寸为160mm×370mm×40mm,质量为2.5kg;而PM型割炬用于在海水中切割,外形尺寸为150mm×350mm×35mm,质量为2.5kg。
    为确保各连接部位的水密性,常采用糊状有机硅黏结剂。这种材料在室温下就发生硫化,然后变成橡胶状物质,具有防潮隔热及良好的绝缘性能,能在较大温度范围内(-55~300℃之间)保持良好的密封性能。
    为防止因空气进入工作气体通道在引弧时烧坏电极,在进气管连接处需安装逆向阀,借助工作气体的压力开启阀门,逐出暂存的空气。
    对于PM型割炬,当电源的空载电压为180V时,在海水中对其进行了漏电测试,****的漏电电压为10V,在盐的质量分数为1.7%~2.0%的海水中使用是安全可靠的。这两种割炬的喷嘴既可用淡水也可用压缩空气进行强制冷却,可在水深52m以内进行碳素钢、不锈钢及铝合金的水下切割。
    (3)熔化极水喷射水下切割
    熔化极水喷射水下切割主要采用半自动方式。国内已有专用切割设备供应,型号为GSS-800。这种切割设备由主机(包括切割电源、控制装置、水路系统和高压水泵)、送丝箱、割炬、遥控盒、组合电缆盘及接地电缆盘等组成。
    熔化极水喷射水下切割电源与陆用熔化极气体保护焊电源基本相同,为自然平特性的弧焊整流器,只是功率大些,额定输出电流一般为500~1500A。表2列出GSS-800型熔化极水喷射水下切割设备的主要技术参数。
    表2 GSS-800型熔化极水喷射水下切割设备的主要技术参数

    输入电源

    电压/V

    3380

    频率/Hz

    50

    额定输入电流/A

    100

    额定输入容量/kW

    65

    切割电源

    电源特性

    直流,自然平特性

    ****切割电流/A

    800

    额定负载持续率/

    60

    空载电压调节范围/V

    5070

    割炬及送丝箱

    割丝直径/mm

    2.5

    送丝速度/m.min-1

    49

    送丝软管长度/m

    4

    割丝盘装丝量/kg

    15

    供气压力/MPa

    0.8

    高压水泵

    电动机功率/kW

    3

    工作水压/MPa

    0.61.0

    外形尺寸(长××高)/mm

    主机

    2120×1120×1615

    组合电缆盘

    1552×1620×1805

    接地电缆盘

    1452×1370×1655

    送丝箱

    600×360×660

    质量/kg

    主机

    1300

    组合电缆盘

    1000

    接地电缆盘

    8000

    送丝箱

    50


    这种切割设备能在水深60m处对厚度为10~28mm的碳素钢、不锈钢、铜、铝等金属进行半自动切割,特别适用于水下打捞、海底采矿及海底石油输送管道铺设等工程的水下金属切割。采用直径2.5mm割丝切割,切口宽度为4~5mm。
    2.切割材料
    (1)水下电弧-氧切割
    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。水下电弧-氧切割使用的割条大体上有3种:钢管割条、陶瓷管割条、碳棒割条。
    水下电弧-氧切割用的氧气为一般的工业用氧,其纯度分为两级:一级不低于99.2%,二级不低于98.5%。氧气的供应方式是瓶装:将氧气压缩到120~150个大气压,装入氧气瓶内,以备使用及储存。想知道小本创业网。
    1)钢管割条
    钢管割条的结构及制造方法与水下焊条类似,是用无缝钢管作芯,外涂矿物质涂料或包敷塑料纤维膜制成。涂料主要起防水、绝缘及稳弧作用。割条的防水性能可通过两个途径实现:一是将防水剂加在涂料中,烘干后具有防水性;二是将割条烘干后再涂一层防水剂,达到防水目的。割条的结构如图6所示。
    割条芯外径一般为6~10mm,内径为1.25~4.0mm,长度为350~400mm。实践证明,切割效率同割条内径有很大关系。其实加气块厚度 。在相同切割条件下,割条内径增加,切割速度增加,切割效率也增加,见表3。
    表3切割10~12mm厚钢板时的切割效率

    割条外径

    /mm

    割条内径

    /mm

    氧气压力

    /MPa

    工作电流

    /A

    每根割条切割长度/cm

    每根割条切割时间/s

    每根割条耗氧量/m3

    6

    1.25

    0.65

    240

    24

    55

    0.18

    7

    2

    0.65

    260

    28

    61

    0.30

    8

    3

    0.7

    340

    32

    61

    0.35


    加大割条内径使切割速度提高,这可能是由于供氧量的增加使得氧化速度加快,同时对熔化金属及熔渣的吹力加大,使它们从切口中迅速排除的结果。国外有用外径为10mm,内径为4mm割条的,切割大厚度钢板的效果良好。但是,海上作业时氧气的供应是很困难的,不适宜消耗过大的氧气,所以一般不采用大内径割条。
    割条药皮中加入适量的金属粉,可以提高割条的导电性、稳定电弧,同时可大大提高割条本身的氧化反应热,从而使切割速度提高。药皮中加入铁粉的效果****,其次是镁粉和铝粉。这些金属粉单独加入到钛铁矿型药皮中时,铁粉不宜超过35%,镁粉和铝粉不宜超过10%。加入的金属粉太多,药皮的涂敷性能就会下降,药皮强度及防水性能也降低。如果同时加入几种金属粉,其比例也要适当降低。另外,加入金属粉的药皮,应适当增加其重量系数,但不宜超过30%,否则会使涂敷性能变坏。
    钢制割条比较坚韧,价格便宜,而且切割质量良好(切口窄、切割面光洁)。虽然因受电弧热本身也熔化,更换割条较频繁,但实践证明,当切割厚度大于19mm的工件时,钢管割条的总切割效率高于陶瓷管割条。钢管割条是水下电弧-氧切割最常用的割条。
    我国生产的水下电弧-氧钢管割条为特304,其钢芯外径为8mm,内孔直径为3mm的低碳无缝钢管,外涂1mm厚的药层,防水绝缘层是酚醛清漆,长度有350mm及400mm两种规格。特304割条属于钛铁矿型厚药皮割条,重量系数为20%,其性能不亚于国外同类产品。
    新研制的水下电弧-氧割条特点是采用混合黏结剂代替以往的水玻璃为药皮的黏结材料,使割条更适合于长期保存及在深水中切割。这种割条在海水中浸泡240h后仍能使用,而且切割效率也比特304割条高。
    2)陶瓷管割条
    以陶瓷管作芯的割条成为陶瓷管割条,其规格一般为:外径12~14mm、内径3mm、长度200~250mm。制造时先经高温焙烘,使陶瓷管具有一定的韧性,然后在其外表面喷涂钢制涂层(厚度约8mm),以增加陶瓷管强度。在陶瓷管一端约32mm长的范围内,应磨成直径与割炬相匹配的尺寸,作为夹持端,其余部分用绝缘材料涂敷或用水密绝缘材料包缠,成为陶瓷管割条。
    陶瓷管割条的外层金属不仅增加了割条强度,也提高了割条的导电性及引弧性能。切割时,外层金属先与被切割工件接触,由于电流的集肤效应,在部分电流从外层金属流向被切割工件,电弧也先在外层金属与被切割工件之间产生,外层金属先熔化。同时,电弧及熔化金属对割条端部的金刚砂进行预热,从而使金刚砂导电性增加。这时,切割电流不仅在陶瓷管割条的外层金属上流动,也在陶瓷管上流动,电弧流向割条端部并稳定燃烧。
    因为陶瓷具有较高的抗氧化能力,一根陶瓷管割条可使用40~60min,从而可大幅度缩短水下切割作业辅助时间,但在单位纯切割时间内的切割速度低于钢管割条,电弧稳定性也比钢管割条差。因此在作业时间紧迫,只要一两根割条就能完成合作的情况下,还是采用钢管割条为宜。
    3)碳棒割条
    碳棒割条是用中空的碳棒或石墨管再外镀一层铜制成,其外径为10~11mm,内孔径为1.6~2mm,长度为200~300mm。碳棒割条的抗压强度较低,为防止割条端部不被割炬夹头夹碎,在割条的一端装上一个黄铜端子。起割时,将端子插入夹头内。为了防止触电,在镀铜层外再涂上绝缘层(塑料或树脂)。
    碳棒割条的寿命很长,仅次于陶瓷管割条。对于200mm长的碳棒割条,其工作时间约是400mm长的钢管割条的工作时间的10~12倍;但在纯切割时间内的切割速度低于钢管割条。
    (2)水下等离子弧切割
    可用作等离子气的气体主要有N2 、Ar-H2 混合气体、O2 和压缩空气;可用作形成屏蔽的保护气体有CO2 、Ar、N2 和压缩空气。使用不同的等离子气,相应的电极材料也不同。一般情况下,等离子气为N2 、Ar-H2 混合气体时,应选用钨电极;等离子气为O2 或压缩空气时,应选用铪电极。由于水下切割时需要的电流较大,其实http://www.hnfzb.gov.cn。为增加电极的使用寿命,应采用水冷电极。
    用N2 作等离子气体时,虽然切割速度及质量均较高,但有损耗较快,操作人员也需要较高的技能,尤其在水深大于40~60m处切割时,喷嘴也容易损坏。所以在深水中切割时宜选用Ar作等离子气体,在浅水中切割时宜选用Ar-H2 混合气体作等离子气体。
    (3)熔化极水喷射水下切割
    现用的熔化极喷射水下切割法采用的割丝有实芯割丝及药芯割丝。
    1)实芯割丝
    实芯割丝采用CO2 气体保护焊用的焊丝或铝丝,通常用的直径为2.4mm。
    采用CO2 焊丝作割丝在200mm水深范围内切割时,有如下特点。
    ① 水深对所能切割的厚度及切割厚度的影响不大。
    ② 随着电弧电压增高,切口变宽,甚至下部扩展成喇叭形。若水深每增加100m,电弧电压增大5~10V,则能获得与在浅水中切割时同样的切口形状。
    ③ 喷射水的压力应随水深的增加而增大,适宜的水压为:相当于水深的静水压力再加0.5MPa(切割低碳素钢)或0.35MPa(切割铝)。
    ④ 铝比低碳钢容易切割。因为铝的熔点低,很少发生电弧短路,所以在同样板厚和相同的切割电流条件下,切割铝的速度要比低碳素钢快50%。
    ⑤ 切割低碳素钢时,切口下缘粘渣较多;切割铝时粘渣较少且可以用钢丝刷除去,这是由于在切割过程中生成了脆性的铁铝合金。
    采用铝线作割丝切割低碳素钢时,切口下缘不粘渣,切口面光洁。但为了获得与用CO2 焊丝切割时相同的切割电流,送丝速度应加快,这往往会超出标准型MIG焊送丝速度的范围。
    2)药芯割丝
    药芯割丝采用低碳素钢MIG焊接所用的药芯焊丝,常用的直径为2.4mm。熔化极水喷射水下切割采用药芯割丝既可切割碳素钢,也可切割不锈钢及铝。
    我公司是专业的水下切割单位,服务于全国各地
    业务联系电话:15295306946   丁经理      华祥水下工程有限公司