水下切割設(shè)備及
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水下切割材料
（1）低碳鋼的水下電弧-氧切割-在水下切割低碳鋼的工件時(shí)，廣泛采用水下電弧-氧切割法。切割的效果主要受切割電流、氧氣壓力及割條角度α的影響，表1給出了幾例用水下電弧-氧切割法來(lái)切割低碳鋼的工藝參數(shù)。
（2）不銹鋼的高壓水射流切割：在水下切割精度要求高的某些不銹鋼零件時(shí)，用高壓水射流來(lái)切割具有一定的優(yōu)點(diǎn)，但切割速度較慢，而且設(shè)備投資高，在目前還未得到廣泛應(yīng)用。下面為一切割實(shí)例。零件名稱(chēng)：原子能設(shè)備配管作零件（厚圓環(huán)）。零件材質(zhì)選用SUS304不銹鋼，零件尺寸100mm×500mm（外徑）、400mm（內(nèi)徑），切割厚度100mm，水射流類(lèi)型為加磨料的水射流，切割機(jī)采用三軸數(shù)控切割機(jī)。切割參數(shù)為：噴出壓力343MPa，噴出水量3.2L/min，切割速度5mm/min，噴嘴孔徑dA＝1.2mm，噴嘴高度2mm，磨料用量0.4kg/min。切割時(shí)不需要采用特殊工夾具，切割精度為±0.5mm。
（3）鋁及鋁合金的熔化極噴射水切割：用熔化極水噴射水下切割法切割鋁及鋁合金，可采用實(shí)芯的碳素鋼絲作為割絲，也可采用低碳素鋼MIG焊接用的藥芯焊絲作為割絲。在切割過(guò)程中生成的鐵鋁合金較脆，故粘渣較少，并且可以用鋼絲刷除去。
（4）鋁及鋁合金的高壓水射流切割：利用高壓水射流來(lái)切割鋁及鋁合金，可獲得無(wú)熱影響區(qū)及無(wú)材質(zhì)變化的切口。但高壓水射流切割的速度相當(dāng)慢，因此適合于在形狀復(fù)雜又要求材質(zhì)不變化的工件切割中應(yīng)用。切割鋁合金時(shí)須采用加磨料型水射流地。磨料采用80號(hào)金剛砂或4號(hào)硅砂。前者價(jià)格較高，切割效果好，后者比較經(jīng)濟(jì)。目前切割鋁的最大厚度可達(dá)100毫米。用高壓水射流來(lái)切割鋁及鋁合金的最佳參數(shù)的資料尚待積累。
（5）鈦及鈦合金的高壓水射流切割：高壓水射流切割在切割過(guò)程中不產(chǎn)生熱影響區(qū)，也不會(huì)引起材質(zhì)的變化，所以這對(duì)于易受高溫影響而使材質(zhì)劣化的鈦及鈦合金來(lái)說(shuō)是一種較為理想的切割方法。此外，采用高壓水射流切割比用機(jī)械鋸切割的速度高，同時(shí)對(duì)切割后的工件只需做少量的機(jī)加工，有的不經(jīng)機(jī)加工即可適用。一般采用加磨料型高壓水射流切割法對(duì)鈦及鈦合金進(jìn)行切割。
水下切割技術(shù)：
1.氧-可燃?xì)馇械?span>-
水下氧一可燃?xì)馇懈畹臋C(jī)理是采用氣體火焰把鋼板預(yù)熱到燃點(diǎn)溫度，然后高速氧氣射流噴向已經(jīng)預(yù)熱的金屬。氧-可燃?xì)馇懈钏褂玫臍怏w主要包括乙炔、碳?xì)浠衔铩浜鸵后w燃料。1925年，美國(guó)海軍為了便于海上打撈，使用了氧一氫割炬。水下氧一可燃?xì)馇懈羁墒褂貌恍枰l(fā)電機(jī)或其他電氣裝置的輕便型攜帶式設(shè)備，避免了觸電的危險(xiǎn)以及對(duì)潛水裝備的電解腐蝕。2.水下氧弧切割-水下氧一弧切割的原理是在空心電極和切割對(duì)象之間產(chǎn)生電弧，并讓氧氣流通過(guò)空心電極吹向電弧加熱的工件，工件金屬在電弧的高溫和噴射氧氣流同切割金屬產(chǎn)生的放熱反應(yīng)的作用下，加熱并氧化燃燒形成切口。切割可以在水下直接進(jìn)行，不需要任何保護(hù)氣體。我國(guó)在1978年打撈“阿波丸”號(hào)沉船時(shí)，也采用了氧弧切割技術(shù)，船體切割總長(zhǎng)度約2400m，氧氣消耗2600多瓶。
3.金屬-電弧切割-金屬-電弧切割技術(shù)使用與水下金屬電弧焊相同的設(shè)備和熔化焊條，同切割件接觸而產(chǎn)生電弧高溫（可達(dá)6000－8000K），加熱和熔化金屬，使熔化金屬?gòu)那锌谥辛鞒鰪亩_(dá)到切割金屬的目的。金屬一電弧切割法可切割任何金屬，對(duì)生鐵、錳鋼、鋼及青銅等切割效率高。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，造價(jià)低，可切割金屬的范圍廣；缺點(diǎn)是切割效率低，割口不整齊，所以這種切割方法不能應(yīng)用于較大量的切割工作。
4.水下噴水式熔化極電弧切割法-熔化極電弧切割是利用連續(xù)進(jìn)給的金屬絲極與工件間產(chǎn)生的電弧熱局部熔化工件，同時(shí)借從噴嘴噴出的氣流（或水流）的動(dòng)能排除熔融金屬的切割方法。水下噴水式熔化極切割技術(shù)最早由日本在上世紀(jì)70年代發(fā)明，并在水中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)：最大切割厚度，碳素鋼為30mm，不銹鋼為45mm。我國(guó)是在借助日本水噴射熔化極切割原理的基礎(chǔ)上，成功研究了深海半自動(dòng)熔化極水下電弧切割新技術(shù)，并在深海20m及60m水深處對(duì)20毫米的鋼板進(jìn)行了切割實(shí)驗(yàn)，切割速度高達(dá)20m/h以上。
5.水下機(jī)械切割-水下機(jī)械切割的原理與在大氣中使用旋轉(zhuǎn)的銑刀、單刃車(chē)刀或用砂輪片切割的原理一樣，國(guó)外已經(jīng)發(fā)展了多種水下機(jī)械切割專(zhuān)用設(shè)備。水下機(jī)械切割設(shè)備有液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)和電動(dòng)系統(tǒng)。2005年?duì)I救俄海軍AS-28小型潛艇時(shí)，英國(guó)裝備有4部攝像機(jī)和機(jī)械切削裝置的“天蝎”深水裝置“Scorpio”underwatercraft僅用2h就將困住AS-28小型潛艇的纜索全部割斷，艇上7名成員全部獲救。而在打撈“庫(kù)爾斯克”時(shí)，為避免打撈時(shí)出現(xiàn)重心偏移，瑪姆特公司（MAMMOET）與史密斯（Smith）船運(yùn)公司采用了液壓式鏈鋸作為切割艇首艙的切割工具。
6.水射流切割-水射流切割是通過(guò)特定的增壓裝置，使水通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的噴嘴時(shí)，將一定的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成水的動(dòng)能，利用這種高速水射流的動(dòng)能沖擊分割工件。水射流切割按所用的工作介質(zhì)分為純水射流切割和在水中加入各種磨料的加磨料水射流切割兩種基本類(lèi)型。俄羅斯在打撈“庫(kù)爾斯克”時(shí)，援救工程人員為方便起吊，需要在潛艇的艇體上方開(kāi)26個(gè)供起吊鋼纜固定用的孔洞，每個(gè)圓孔的直徑為700厘米，在切割工具的選用上就選擇了高壓水射流技術(shù)。
7.水下等離子弧切割-水下等離子弧切割是利用高溫高速等離子氣流加熱熔化待切割材料，并借助高速氣流或水流把熔化材料排開(kāi)，直至等離子氣流束穿透背面形成切口。水下等離子弧切割優(yōu)點(diǎn)是切割速度快，生產(chǎn)效率高，具有較高的切割質(zhì)量，熱影響區(qū)小，切割工件無(wú)變形，可切割所有導(dǎo)電材料，而且由于在水下切割，可有效降低噪音、弧光及煙塵的污染，具有較高的環(huán)保性。水下等離子弧切割目前應(yīng)用水深較淺，在較深的水中應(yīng)用還有一定的困難。并且由于切割電壓和切割電流均較高，水下操作人員必須注意防護(hù)器具的配備，避免出現(xiàn)水下觸電的危險(xiǎn)。
8.爆炸切割-爆炸用于水下救撈操作已有很長(zhǎng)的歷史了，通常將藥包包固定于被割件上產(chǎn)生的割口或撕裂很不規(guī)則。由于聚能藥包的發(fā)展，爆炸切割的精度和效率大大地提高了。如我國(guó)西安204所研制的橡皮藥包就具有柔軟輕便，使用簡(jiǎn)單，爆炸切割精度較好等特點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用聚能藥包切割100毫米厚度鋼板和直徑1.2米具有38毫米鋼套的混凝土套管曾獲得成功。用聚能藥包切割樁柱，還可以控制樁柱下倒的方向。我國(guó)在打撈“阿波丸”號(hào)沉船時(shí)，也采用了預(yù)制形狀的聚能藥包進(jìn)行船體拆除，取得了理想的效果。