青岛太平洋水下科技工程有限公司
摘要：如今，水下施工技术发展十分迅速，水下切割技术是水下施工技术的重要内容，其在石油管线修复安装、船舶打捞修复以及核电维修中均得到了广泛应用。本文主要分析了我国水下切割技术的应用及该技术未来的发展趋势，以供参考。
关键词：水下切割技术；发展趋势；现状
由于我国自然资源十分匮乏，所以人们越来越关注海洋资源的开发。相关部门也将海洋资源开发利用和海洋技术的应用作为发展的重点。与水下焊接技术相比，水下切割技术发展迟缓，我们有必要加大对水下切割技术的研究力度。
1我国水下切割技术研究现状
在我国，水下切割技术发展时间并不长，但是其发展速度较快，20世纪50年代，我国引入了电弧氧切割技术，70年代末期在打捞沉船的过程中应用了水下电弧氧切割技术。同时也加大了对水下聚能爆炸切割技术和水下等离子弧切割技术的研究力度。以日本水喷射熔化极切割原理为基础研制了深海半自动熔化极水下电弧切割技术，切割速度较快。
此外，水下聚能爆炸切割技术在我国也得到了广泛应用，研究机构研制的橡皮炸药柔软度较高，且具有轻便和高精度的特点，该技术在打捞沉船时还可有效拆除船体。水下等离子弧切割技术是近年发展起来的新技术，该技术与路堤数控等离子切割相比，具有良好的排水性和防水性。20世纪90年代我国研发了遥控水下等离子弧自动切割技术，同时也研制了以该技术为核心的自动切割设备，在中大厚度活化部件水下切割中取得了理想效果。
2水下冷切割技术分析
2.1机械切割
水下机械切割通常是应用铣刀、车刀等挤压被切割件，完成切割任务，以驱动系统的类型来划分，水下机械切割系统主要有三种形式，一种是液压功率驱动系统，一种是气动功率驱动系统，最后一种是电动功率驱动系统。
2.2高压水切割
高压水切割技术利用连续高压水流的冲击力完成部件切割，高压水切割技术的噪声较小，且切口平整度高，设备成本投入较低，设备不易出现故障。在高压水切割技术中，超高压水射流技术具有先进性。其在水中加入金刚砂和铜矿渣颗粒，之后对其实施加压处理，从而将磨料转化为液体状态，该技术水流速度较快，切割效率优势明显。
2.3聚能爆炸切割
水下聚能爆炸切割技术出现于20世纪60年代，该技术以陆地爆炸切割为基础，合理应用炸药爆炸产生的能量完成基体切割。在水下爆炸技术发展初期主要采用接触爆炸装药。通常是在构件的周围放置炸药，利用爆炸释放的能量破坏工件，切口规则性较差。在施工的过程中需要对工件进行二次切割。现阶段，成型装药爆炸切割技术得以发展，其在切割精密度上有着十分显著的优势。炸药放入软金属管当中可直接引爆，爆炸后会产生高速的金属质点，从而完成工件切割。
3水下热切割
3.1熔化切割
3.1.1水下电弧切割
该技术主要应用焊条及焊丝电弧燃烧和金属之间发生化学反应，从而达到切割的目的。以电极的类型，电弧切割主要有三种形式，分别为药皮焊条切割、熔化极气保护切割以及熔化极水喷射切割。
药皮焊条切割技术设备与水下手工电弧焊使用的设备完全相同，但是与水下手工电弧焊相比，其切割电流密度较高，焊条在防水条的情况下就可在水下切割中使用该技术，其只需要电弧的熔化就可完成工件切割。该技术对潜水员的技术有着较为严格的要求，若水下焊条温度过高，则需及时更换焊条。
熔化极气体保护切割技术解决了药皮焊条切割过程中，药皮焊条严重过热的问题，熔化极气体保护切割技术利用连续焊丝延长切割作业的时间，有效保证了工件切割的效率。熔化极气体保护切割时熔化金属主要流向电弧周围，工件切割时会在割口周边产生较多割渣，因而可能出现挂渣的问题。
3.1.2水下等离子弧切割
水下等离子弧切割主要将等离子弧作为热源，待被切割金属局部熔化后，以高速的等离子气流吹落熔化金属，构成割口。该技术与等离子弧焊所使用设备相同，但切割过程中的电流和气流参数更高，切割的速度快。
3.1.3水下烟火切割
水下烟火切割主要应用烟火药燃烧释放的高温熔融金属射流完成工件切割，烟火药中铝热剂的成分较多，所以也被人们称为铝热切割。虽然其在切割精度和效果上存在不足，但是其设备重量和体积较小，不需要其他的能源支持，所以在自然灾害救援等紧急场合可对工件进行高效切割，且其在水下也可正常燃烧。该技术在水下电缆、钢结构件和沉船打捞等作业中得到了广泛应用。
3.2氧化切割
氧化切割技术主要应用预热火焰提高带切割物的温度，使其达到熔点温度，持续通氧，进而确保其始终保持燃烧状态，燃烧中也会释放较多的热量。现阶段，氧化切割技术中，氧-火焰切割技术应用较为广泛，该技术在低碳钢、低合金钢以及氧化性的材料切割中应用较为广泛，但是该技术不可切割有色金属及耐腐蚀钢。基体的氧化性较强，所以其切割速度优势明显，设备操作简单，操作安全。但是该技术割口不够细致，且切割质量会受到燃料种类的影响，在切割中注意考虑可燃性气体的安全性。水下切割技术使用的可燃性气体需满足低温低压条件下的切割需求，常用的燃料主要有乙炔、碳氢化合物和部分液体燃料等。
3.3熔化-氧化切割
3.3.1水下热割矛切割
热割矛实际上就是一根填满钢丝的钢管，一端通气，另一端出气。将钢管出气端加热到钢丝燃点的温度后通入氧气，进而促使钢管放热，实现工件切割。钢管内也可填入不同形式的合金，如切割材料发生氧化反应，则被切割材料与氧化反应中释放的热量也成为了切割热源的主要来源。如切割材料不容易与氧气发生反应，则热割矛为切割的主要热源。此外该技术在切割金属的同时，也可切割非金属材料。但是，该技术在也存在着氧分分解不完全，发生爆炸的可能性，因此该技术不可应用于深水切割。
3.3.2水下热割缆切割
该技术主要应用细钢丝围着中心孔旋转，最终形成空心缆，主要通过中心孔通气，将热缆出气端加热至燃点，通氧后促进热割缆燃烧，燃烧中产生的热量可使工件熔化，完成工件切割任务。
3.3.3水下电-氧切割
该技术利用空心电极的氧气发生氧化反应，释放热量，同时吹落已经处于熔化状态的金属。其与氧-可燃气体切割在工件切割中应用较为广泛，可直接在水中切割，无需添加保护气体。且电极在加热的过程中会迅速烧毁，所以应用了多种管材延长电极的寿命。
3.4水下药芯割丝电弧切割
该技术中，药芯的成分是影响切割效果的关键。切割时，药芯释放的气体可排开周围的水分，进而形成稳定性较强的空腔，应用电弧热让切割金属处于熔化状态，药芯反应后也会放出大量的氧气，从而生成氧化渣，被吹落后形成完整的切口。该技术无需频繁更换药芯，因此切割效率较高，且切割时不需要填充保护气体和氧气，保证了水下切割的安全性。
4水下切割技术的发展趋势
4.1智能化和信息化
虽然水下切割机器人技术快速发展，但是只有不断提高切割技术的智能化和信息化水平，才能充分发挥出其作用。智能化可保证水下切割机器人适应水下环境，服从操作命令，完成编程工作。信息化主要是指机器人本身存储了较多的信息，可模仿和调整机器人的动作。
4.2便携化和安全化
水下切割的工作环境较为复杂，因此水下切割应更加便捷和安全，以此避免设备体积过大或带电作业造成严重的安全隐患。
5结语
综上所述，如今海洋资源开发日益受到人们的重视，水下切割技术在海洋资源开发中扮演着关键角色。现阶段，我国的水下切割技术不断完善，这很好的促进了我国水下事业的发展。在未来，相信该技术的智能性、安全性和便捷性会更强，并为海洋资源的开发奠定坚实的技术基础。
参考文献：
[1]吴艺英，王瑞林，辛文彤，王森.基于烟火切割技术的切割弹研究综述[J].热加工工艺.2013（03）