延安市水下作业公司-（2022解决各种难题）

水下切割原理与实验设计

      水下药芯割丝电弧切割过程中，首先采用接触式引弧，短路瞬间的热量使割丝端部附近水汽化，同时割丝内部产生气体，使得电弧在气体中产生并被气体包围。电弧产热熔化其下方金属，熔融金属被氧化为渣，并在电弧力和气流作用下被排出工件。由于电弧自身调节作用，焊丝端部随着割口底部的下降而下降。终，电弧可能因底部熔融金属的*掉落而熄灭，也可能因为割丝与割口前沿短路而转移到割口上方。上述过程循环进行从而实现切割。

      切割实验系统 ，其组成与熔化极焊接装备类似。实验采用平特性直流电源，直流正接，将焊接工作台置于带水的压力容器（模拟水深装置）中，调节其中压力则可以模拟不同水深进行切割。切割时采用霍尔电流/电压传感器采集电弧电信号。割丝型号为乌克兰巴顿电焊研究所的PPR-AN2，割丝直径2.2 mm。切割工件为5052铝合金板，其尺寸400mm×90 mm×15 mm。由于该方法的切割工艺较窄，且不同水深会影响其切割工艺范围，为对比不同工艺参数的影响，每次只改变一个工艺参数。实验时，主要改变水深、切割电流（通过改变送丝速度来调节，变化范围±50 A）、电弧电压（变化范围±5 V）和切割速度。

水下切割时水深影响

水深对电弧形态和电弧燃烧的稳定性有显著影响，是影响切割工艺的重要参数。利用模拟水深装置模拟0.2 m、50 m、100 m、150 m的水深环境，并设定切割电流400 A、切割电压45 V、切割速度130 mm/min进行实验。

50 m水深后割口宽度显著变窄，但随后割口宽度变窄趋缓，这是因为随着水深增大，电弧径向受到压缩，导致割口变窄。此外，还可以观察到割口上端的宽度与割丝直径相当，靠割丝与工件短路、摩擦以及下方热量传导短路形成。

割口厚度方向随着水深增大出现一个内凹，这是因为随着电弧变窄，电流密度增大，电弧长度变短[8]，电弧不容易抵达工件底部。电弧所在的割口中部热量较多，容易熔化，而割口下部主要靠热量传导和电弧吹力割穿，割口变窄，形成内凹。

与低碳钢相比，其切割电流大为减小，且背面边缘处容易出现大块剥离，这是因为药芯中的金属氧化物和铝板接触时发生了铝热反应，产生大量热量。此时熔化金属也更易吹落，工件下方易出现大块金属剥离，同时剧烈的热量也容易使熔融金属飞溅。

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