延安市水下作業(yè)公司-（2022解決各種難題）

水下切割原理與實(shí)驗設計

      水下藥芯割絲電弧切割過(guò)程中，首先采用接觸式引弧，短路瞬間的熱量使割絲端部附近水汽化，同時(shí)割絲內部產(chǎn)生氣體，使得電弧在氣體中產(chǎn)生并被氣體包圍。電弧產(chǎn)熱熔化其下方金屬，熔融金屬被氧化為渣，并在電弧力和氣流作用下被排出工件。由于電弧自身調節作用，焊絲端部隨著(zhù)割口底部的下降而下降。終，電弧可能因底部熔融金屬的*掉落而熄滅，也可能因為割絲與割口前沿短路而轉移到割口上方。上述過(guò)程循環(huán)進(jìn)行從而實(shí)現切割。

      切割實(shí)驗系統 ，其組成與熔化極焊接裝備類(lèi)似。實(shí)驗采用平特性直流電源，直流正接，將焊接工作臺置于帶水的壓力容器（模擬水深裝置）中，調節其中壓力則可以模擬不同水深進(jìn)行切割。切割時(shí)采用霍爾電流/電壓傳感器采集電弧電信號。割絲型號為烏克蘭巴頓電焊研究所的PPR-AN2，割絲直徑2.2 mm。切割工件為5052鋁合金板，其尺寸400mm×90 mm×15 mm。由于該方法的切割工藝較窄，且不同水深會(huì )影響其切割工藝范圍，為對比不同工藝參數的影響，每次只改變一個(gè)工藝參數。實(shí)驗時(shí)，主要改變水深、切割電流（通過(guò)改變送絲速度來(lái)調節，變化范圍±50 A）、電弧電壓（變化范圍±5 V）和切割速度。

水下切割時(shí)水深影響

水深對電弧形態(tài)和電弧燃燒的穩定性有顯著(zhù)影響，是影響切割工藝的重要參數。利用模擬水深裝置模擬0.2 m、50 m、100 m、150 m的水深環(huán)境，并設定切割電流400 A、切割電壓45 V、切割速度130 mm/min進(jìn)行實(shí)驗。

50 m水深后割口寬度顯著(zhù)變窄，但隨后割口寬度變窄趨緩，這是因為隨著(zhù)水深增大，電弧徑向受到壓縮，導致割口變窄。此外，還可以觀(guān)察到割口上端的寬度與割絲直徑相當，靠割絲與工件短路、摩擦以及下方熱量傳導短路形成。

割口厚度方向隨著(zhù)水深增大出現一個(gè)內凹，這是因為隨著(zhù)電弧變窄，電流密度增大，電弧長(cháng)度變短[8]，電弧不容易抵達工件底部。電弧所在的割口中部熱量較多，容易熔化，而割口下部主要靠熱量傳導和電弧吹力割穿，割口變窄，形成內凹。

與低碳鋼相比，其切割電流大為減小，且背面邊緣處容易出現大塊剝離，這是因為藥芯中的金屬氧化物和鋁板接觸時(shí)發(fā)生了鋁熱反應，產(chǎn)生大量熱量。此時(shí)熔化金屬也更易吹落，工件下方易出現大塊金屬剝離，同時(shí)劇烈的熱量也容易使熔融金屬飛濺。

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