本书以作者及其研究团队的科研成果为主要素材，对水下焊接技术与装备涉及的应用技术和相关知识进行了系统深入的介绍。全书内容包括水下焊接概述、水下焊接主要应用场合及其结构物、材料与标准、水下湿式焊接与装备、水下干式高压焊接与装备、水下局部干式焊接、水下摩擦焊接等共6章。本书介绍的用于水下的焊接方法主要包括焊条焊、药芯焊丝焊接、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、激光焊、摩擦焊，涉及装备包括焊接电源、焊接专机、焊接机器人及用于支持作业的水下机器人等。
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曾入选“北京市新世纪百千万人才工程”、“北京市属高校人才强教深化计划高层次人才”、 “科技北京”百名领军人才
目录
前言
第1章 水下焊接概述 1
1.1 水下焊接的历史 1
1.2 水下焊接的特点 2
1.3 焊接方法的水下应用与焊接环境营造 2
1.3.1 焊接方法的水下应用 2
1.3.2 水下焊接环境营造 3
1.4 水深对焊接技术和潜水技术选择的影响 4
1.4.1 水深对焊接技术的影响 4
1.4.2 水深对潜水技术的影响 5
1.5 水下焊接与切割安全措施 7
第2章 水下焊接主要应用场合及其结构物、材料与标准 9
2.1 水下焊接主要应用场合 9
2.1.1 海上油气生产设施 9
2.1.2 核电站设施 10
2.1.3 隧道盾构机 11
2.2 水下焊接维修结构物及其材料 12
2.2.1 海上油气生产设施水下焊接维修结构物及其材料 12
2.2.2 核电站设施水下焊接维修结构物及其材料 21
2.2.3 盾构机水下焊接维修结构物及其材料 24
2.3 AWS水下焊接标准 27
2.3.1 标准简介 27
2.3.2 焊接接头等级划分与设计 28
第3章 水下湿式焊接与装备 30
3.1 水下湿式焊接简介 30
3.2 湿式焊接的物理冶金特性 31
3.2.1 湿式焊接过程的特殊性 31
3.2.2 湿式焊接电弧参数与水深的关系 32
3.2.3 湿式焊接焊缝金属扩散氢问题 33
3.2.4 湿式焊接焊缝金属合金元素 34
3.2.5 湿式焊接焊缝金相 35
3.2.6 湿式环境钢的焊接性 36
3.3 水下焊条 37
3.3.1 水下焊条配方与焊缝外观 37
3.3.2 电弧稳定性 38
3.3.3 合金化对焊接接头结构及其性能的影响 38
3.3.4 防水涂层 40
3.4 水下药芯焊丝焊接与切割 41
3.4.1 水下药芯焊丝半自动焊 41
3.4.2 无需供氧的水下药芯焊丝电弧切割 45
3.5 水下焊接设备 49
3.5.1 水下焊接设备组成 49
3.5.2 水下半自动切割设备 52
3.5.3 水下半自动设备用于其他场景 52
第4章 水下干式高压焊接与装备 53
4.1 水下干式高压焊接原理 53
4.2 焊条焊及其在隧道盾构机维修中的应用 54
4.2.1 焊条焊及其高压环境行为特征 54
4.2.2 隧道盾构机维修高压焊接与切割 55
4.3 钨极氩弧焊及其在海底管道维修中的应用 62
4.3.1 TIG焊及其高压环境行为特征 62
4.3.2 高压环境下磁控TIG焊的电弧特性 68
4.3.3 高压环境直流TIG焊工艺试验 71
4.3.4 高压环境脉冲TIG焊工艺试验 74
4.3.5 海底管道维修高压环境TIG焊 77
4.4 熔化极气体保护焊及其在深水结构物维修中的应用 80
4.4.1 MIG焊及其高压环境行为特征 80
4.4.2 高压环境脉冲MIG焊 82
4.4.3 高压环境下MIG焊外加磁场调控 92
4.4.4 高压环境MIG焊外加激光调控 95
4.4.5 深水结构物维修高压环境MIG焊 104
4.5 等离子弧及其高压环境切割技术 105
4.5.1 等离子弧及其高压环境行为特征 105
4.5.2 高压环境等离子弧温度场的数值模拟 106
4.5.3 高压环境等离子弧引弧 110
4.5.4 高压环境等离子弧切割工艺试验 113
4.6 水下干式高压焊接装备 114
4.6.1 海底管道维修遥操作干式高压焊接机器人 114
4.6.2 数字化逆变TIG高压焊接电源 119
4.6.3 水下干式高压焊接舱 125
4.6.4 高压焊接试验舱 135
第5章 水下局部干式焊接 140
5.1 局部干法焊接原理 140
5.2 气罩式水下焊接 141
5.3 可移动气室式水下焊接 142
5.4 国内排水罩式局部干法焊接的研究现状 145
5.5 水下自动焊接排水装置研制 151
5.5.1 排水装置设计 152
5.5.2 进气方式设计 154
5.5.3 排水装置密封 156
5.5.4 密封状态理论分析 157
5.5.5 罩内气体流动状态分析 159
5.6 排水性能试验 163
5.6.1 海绵密度对排水效果的影响 163
5.6.2 水面以上位置静态排水试验 165
5.6.3 水下环境排水试验 167
5.7 局部干法自动水下焊接工艺研究 170
5.7.1 平板堆焊焊接工艺 171
5.7.2 坡口堆焊焊接工艺 174
5.7.3 坡口对接焊焊接工艺 178
5.7.4 321不锈钢焊接工艺 183
5.8 局部干法水下激光焊接 188
第6章 水下摩擦焊接 194
6.1 水下摩擦叠焊 194
6.1.1 摩擦叠焊的原理及特点 194
6.1.2 国内外水下摩擦叠焊技术的发展现状 195
6.1.3 水下摩擦叠焊的试验装置 200
6.1.4 摩擦叠焊单元成形的声发射特性研究 202
6.1.5 材料变形及其迁移特性研究 208
6.1.6 成形过程的数值仿真研究 212
6.1.7 工艺参数对焊接质量的影响研究 219
6.2 水下摩擦螺柱焊 233
6.2.1 水下摩擦螺柱焊技术简介 233
6.2.2 水下摩擦螺柱焊技术的国内外发展现状 234
6.2.3 水下摩擦螺柱焊试验装置 237
6.2.4 焊接试验及接头性能测试 238
参考文献 246
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