1概述水下氧弧切割技术是一种传统的水下金属切割方法，由于这种切割方法设备简单，使用方法灵活，适应性广，工效快，技术易于掌握，安全可靠，在国内外仍被广泛采用。水下氧弧切割在水下生产设施的处治中，在公路、铁路、桥梁和港口建设中，在水利水电大坝领域水工建筑物的安全运行维护中，特别是在船舶航运应急排险及清航拆除水下金属结构等水下工程中起着重要作用。如我国在打捞“阿波丸”沉船工程中，沉船解体总面积近5解体钢板切割总长度约2400m，其主要的切割手段即是氧弧切割。
水下氧弧切割技术的使用水深已超过150m，可能切割的厚度也在不断增加。切割潜水员曾采用支撑切割方法切割55mm钢板，可以一次割透，切割速度达18m/h以上，如采用加深切割法切割，切割的厚度还可以增加。以往，水下氧弧切割，由于割缝质量不高，多用于水下破坏性切割，以切断材料为目的。随着这种切割技术的不断提高，设备和材料的不断改进，业已用于水下焊接工序中，作为设施结构的修整等建设性工艺手段。如广西某水电站，成功将原设置在水下的五根排水管（外径200mm两根，外径250mm三根），分别从离主结构400mm处规范割除，予以换装法兰连接。在这项生产设施的改建工程中，水下切割（氧弧切割）与水下焊接（水下湿法涂料焊条手工电弧焊），得到了很好的组合应用。每根管系经6.5kg/cm2的水压试验，工程质量均达到了设计修改方案的技术要求，至今运行状况良好。所以水下氧弧切割在水下切割手段中，是不可缺少、行之有效的工艺方法。
2水下氧弧切割原理水下氧弧切割与其他水下切割，如水下热切割、水下机械切割、水下爆破切割中的任何一种切割方法一样，都是通过使用其能源的作用达到水下切割的目的。水下氧弧切割，按使用的能源系水下热切割类。
水下氧弧切割工作原理，就是利用水下电弧产生的高温和氧气同被切割金属元素产生的化学反应热，加热和熔化被切割金属并借助氧气流的冲力将切割缝中的熔融金属及氧化熔渣吹除，从而形成割缝。随着水下电弧的不断移动和氧气的不断供给获得所需要的切割长度，达到切断被割金属材料的目的。
由于氧弧切割中，能够获得大量的化学反应热，从而可以利用较小的切割电流进行切割，同时在切割过程中不断供给具有一定压力和流量的氧气，使割缝中的熔化金属和熔渣不断被吹除，所以氧弧切割可以获得较高的切割速度。
3水下氧弧切割规范参数的选择钢板厚度/30氧气压力/（kg/cm2）637383>9注：表2仅限于30m氧气胶管，若氧气胶管增加，每增加10 %应给予0.14.2kg/cm2的压力补偿（表2为表压）。
氧弧切割规范，主要是指切割电流、切割氧气压力和切割角，其选择的原则和方法如下。
3.1切割电流的选择选择氧弧切割电流，一般根据电缆导电截面和长度大小、被切割板厚而定。实践表明，电缆的导电截面和长度虽然对选择的切割电流有一定的影响，但不是主要的。选择切割电流主要根据被割板厚而定。当电流选择过小时，不但使引弧、续弧发生困难，电弧也不稳定，电弧的穿透能力变差，钢板割不透，割缝不整齐；而且使被割金属熔化不良，产生“粘弧”现象，造成短路，电源发生过载，切割效率降低。当切割电流选择得适当时，则引弧、续弧容易，电弧稳定，穿透能力增强，割缝整齐，切割效率高；但切割电流也不能太大，电流过大，则使割条过热，药皮爆裂，割条熔化过快，熔池过宽，熔化金属在割缝上发生粘合，造成割穿而不透的现象，反而降低了切割效率。可见，板厚不同，切割电流有不同要求。根据大量的切割实践，综合得出不同板厚、合适电流见表1.表1不同板厚的相应合适电流3.2切割氧气压力的选择水下氧弧切割时，氧气压力的选择正确与否，对切割效率的影响很大。一般切割氧气压力的大小，同被割金属的性质和厚度有关，同种金属材质，随着板厚的增加，氧气压力应适当增大，在一定范围内，增加氧气压力，可以提高切割的效率和速度，但也不是切割氧气压力越大越好。实际上，水下氧弧切割时，氧气通过割条内径直通孔吹向割缝，相当于一种直筒形喷嘴，当切割氧气流达到一定值后，可能切割的板厚也达到*大值，切割速度亦达到*大值，再提高氧气压力可能反而使切割的板厚减小，切割的速度减慢。这是因为切割速度和可能切割的板厚主要与氧气喷出的动能有关。直筒形的割条，在氧流压力达到一定值后，再提高氧流压力，其从割条喷出的动能已不再增加，也就不可能继续提高切割速度和可能切割的板厚，过大的氧流压力还会使割缝受到氧气流的冷却，电弧不稳定，并将因氧气流压力过大，使部分已熔化的金属和熔渣吹到割缝的背面，会造成熔融金属重新“熔合”或形成严重的“挂渣”，反而使切割速度有所降低。同时造成了氧气的大量浪费。所以无论从哪个角度，一味提高切割氧气压力是不可取的。
切割氧气压力主要根据被切割板厚的大小进行选用，同时适当考虑氧气胶管的长度造成的阻力损失。根据实践经验，在10m水深以浅选用氧气压力见表2.表2 10m水深以浅选用的氧气压力如果切割水深超过10m，表2中的数值应增加水深压力，一般水深每增加10m，应增加压力1kg/cm2.3.3切割角进行水下氧弧切割时，割条与钢板割缝垂直线间的夹角即为切割角。水下氧弧切割时，切割炬和割条常与被割工件表面成一定角度。实践表明，切割角掌握的是否恰当，对切割速度有一定的影响，随着切割角的改变，切割速度也随之而变化。当切割角达到一极限值时，切割速度也达到*大值，再增加切割角反而使切割速度降低。切割潜水员在进行氧弧切割时，无论采用何种操作法，适当运用切割角，能够获得较高的切割速度。切割角的选择同样取决于被切割板厚。一般，切割板厚越大，切割角就越小。各种板厚合适的切割角见表3.表3各种板厚对应的合适的切割角以上水下氧弧切割电流强度、切割氧气压力、切割角选用数据仅适用于碳钢，对于其他材料（如不锈钢、铜等）不能照搬。切割潜水员应根据材料的性质和厚度，结合自己的实践经验正确选用切割规范参数，以提高切割效率。必须指出，切割规范参数不仅对切割效率有一定的影响，而且对割缝的质量也有一定的影响，这在割件需要进行焊修时尤为重要。
4水下氧弧切割设备及器材水下氧弧切割设备和器材包括切割电源、切割炬、切割电缆、断电控制器（手动的和自动的）、氧气瓶、减压器、氧气胶管和切割条等。
水下氧弧切割使用直流电，其电源须是直流电源。目前使用的氧弧切割电源和电缆，大多选用陆用弧焊直流发电机或弧焊整流器和陆用焊接软电缆。由于水下氧弧切割所使用的电流较水下湿法焊接大一些，所以选用的焊接电源的容量和软电缆的导电截面积也较大，切割用电源的额定工作电流不应小于500A，软电缆的导电截面积宜用70mm2以上。切割炬断电控制器，切割条可选用相应的产品。
水下氧弧切割用的氧气瓶和减压器选用陆用6m3容量的标准氧气瓶和氧气减压器，可查阅有关的产品介绍。
氧气是水下氧弧切割必备的材料。在水下氧弧切割中，氧气是一种助燃剂，参与氧化反应和排除割缝中熔融金属及熔渣。由于氧气的纯度对切割速度有很大的影响，其纯度越高，切割速度就越快，所以应尽可能选用纯度高的氧气。如纯度不低于99.2%的工业用氧气。
5水下氧弧切割的接线方法水下进行氧弧切割操作前，接好氧弧切割电路和气路是*重要的水面准备工作之一。水下氧弧切割电路和气路的接线方法见。
水下氧弧切割电路和气路的接线方法多采用水面部分和水下部分串接的方法。水下切割电源、断电控制器或闸刀开关、氧气瓶和减压器置于水面设施上，切割电缆、氧气胶管一部分在水面，一部分在水下。
6水下氧弧切割的操作方法水下氧弧切割时，一般须视被割工件或结构的厚度，采用相应的切割操作方法。目前在实际作业中，其操作方法有三种，即支承法、加深法和电弧维持法。
6.1支承切割法支承切割法是当电弧引燃后，将割条倾斜一定的角度，借助割条头部的药皮套筒支承在被割工件上进行切割，一般适用于薄板或中板。这种切割方法操作比较简单，易于掌握，且切割效率较高，使用较多。
加深切割法加深切割法是当电弧引燃后，将割条略微倾斜，保持电弧稳定，逐渐将割条伸入熔池，待割缝形成后，重新将割条提回到工件表面，如同拉锯上下匀速运动。加深切割法一般适用于支承切割法一次不能割透的厚板。操作时，要注意割条在上下运动时，维持电弧的稳定，操作不当，易造成断弧。
电弧维持切割法电弧维持切割法是当电弧引燃后，将割条提离被割工件表面，但须维持一定的电弧长度进行切割。割条与被割工件基本保持垂直位置。电弧维持切割法一般在5mm以下钢板切割时采用，但由于水下电弧很短，这种方法很难掌握，一般不用。
7水下氧弧切割操作程序及运行方向7.1操作程序切割潜水员下潜至切割地点后，应仔细了解被割工件和结构周围的环境情况，对拟定的切割线进行清理，去除表层淤泥、海生物、铁锈等沉积物，使自己处于稳定、安全、方便的作业位置上。切割炬可由潜水员携带到切割地点，亦可在潜水员到达切割地点后，通过信号绳传递至水下。切割条应放入特制的小口袋中，系在潜水员身上稳妥使用方便的部位。
进行切割作业时，切割潜水员一手握切割炬，另一手持割条，将割条装入切割炬钳口内，拧紧固定，然后将切割条置于切割点上。切割时，为不使割条内孔堵塞，必须在通知供电的同时开启氧气，引弧进行切割。当更换割条或停止切割时，应先通知断电后，再关氧气。当切割作业人员交替时，必须切断电源，切割炬应妥善放在割缝附近，不可随意搁置，这在深水或浑水中切割时要特别注意。
在切割操作时，割条一般不做摆动，也不进行运条，只沿切割线进行运作。当割条燃烧到相距切割炬钳口为35mm剩余长度时，应停止切割，并更换新割条，以防烧损切割炬及造成更换切割条的困难。7.2运行方向进行水下氧弧切割时，割条运行一般都从被割工件的边缘开始切割，沿割线运行。割条在切割过程中运行方向一般有两种，一种是前倾切割（俗称推刀）运行方式；另一种是后倾切割（俗称拖刀）运行方式。进行垂直工件切割时，一般采取自上而下的运行方式。
8各种位置的水下氧弧切割技术根据被割工件或结构在水下的位置，水下氧弧切割分为平割、立割、横割和仰割操作技术。由于横割操作是平割和立割操作在横向被割工件或结构上的运用，而仰割位置的切割运用不多，所以侧重介绍平割、立割操作技术。
8.1平割操作技术潜水员下潜至切割作业地点后，切割部位使潜水员处于俯视割线的位置。潜水员一只手持割炬，另一手扶按在前倾的割线方向。这样有助于切割位置的稳定，保持割缝的平直。如在浑水中或水下能见度相当差的水域中切割，可借助切割线上引设导向进行切割。切割开始前，整理好自身佩戴的供气管、信号绳、脐带、切割电缆等装备，使之处于手持切割炬的一侧，以免被电弧和飞溅的熔渣烧损。切割开始后，随着电弧的引燃和割缝的延伸，保持平衡的姿势，移动身体上部，当达到*大位移限度以后，挪动体位，继续进行切割。切割过程中尽可能保持切割的连续性，如果必须中断，延续切割应从中断割缝的终点开始切割。为使割缝整齐，可借助导尺（即靠模）进行切割，采取这种方法切割，技术熟练的切割潜水员，能切割出比较规则齐整的割缝，可以进行焊接。
8.2立割操作技术潜水员下潜至切割作业点后，潜水员处于同割线平行的位置。切割开始前，应整理好自身佩戴的供气管、信号绳、脐带、切割电缆等装备，可将过长的氧气管和切割电缆有序挂搭在相近的工件上。应注意不要使供气管、信号绳、脐带和切割电缆装备处于熔渣流动的线路上，以免烧损。
立割操作一般采用从上而下的后倾切割（拖刀切割）法操作，当电弧引燃后，随着割缝的延伸，切割潜水员应平衡地移动自己作业位置，直到割线部位全部切割完。
9判断割缝割透的方法有经验的切割潜水员在水下氧弧切割时，清楚判断被割工件或结构是否割透并不困难。但对于一些初学者和经验不足的切割潜水员要判断被割工件或结构是否割透有一定难度。
很好地掌握切割情况，正确判断割缝是否割透，对于提高水下氧弧切割的效率和割缝的质量是很重要的。要做到这一点，主要靠水下氧弧切割技术的提高和不断积累经验，这里介绍两种方法，供作业中借鉴。
9.1在能见度较好的水中的判断方法作业水域的水质能见度较好，可以凭借视力观察切割时喷射的火焰和熔渣方向来判断。当工件或结构没有割穿时，切割火焰向割条方向反射，火焰呈暗色。由于没有割穿，氧气流喷射产生大量的气泡上浮，使割条周围的水波动加剧。潜水员可以听到水的波动声加强。当被割工件或结构被割穿时，熔渣从背面冲出，火焰呈铜绿色，氧气输送畅快，气泡减少，水的波动声减低，潜水员可以听到氧气流和熔渣喷出割缝的“沙沙”声。
9.2水质浑浊、无能见度水中的判断方法由于作业水质浑浊，切割潜水员不能观察切割火焰和熔渣流动方向，只能凭潜水员的感觉和经验进行判断。当被割工件或结构没有割穿时，切割炬由于氧气的冲力而有跳动现象；当已割穿，支承在切割点上的割条有下陷现象，且切割炬的跳动减2007*1大坝与安全http轻，自感切割畅快。
对已完成的割缝，可利用“间隙片”或较硬质细状物插入割缝中，沿割缝进行检查，如通行无阻，则表明已全部割透。反之，则表明有未割透的地方，应进行补割。在切割过程中自感没有割透的部位，也应补割，这样可减少后续的检查和补割工作量。
10水下悬浮位置的切割特点在水下有时需要进行悬浮位置的切割，这种位置切割时，由于被割工件或结构超过潜水员的高度，给切割操作造成较大的困难。
由于潜水员在悬浮状态作业具有很大的危险性，稍有不慎，可能造成潜水事故，世界各国都禁止悬浮作业，所以在悬浮位置切割时要采取特别的安全措施。能够安装操作平台的位置，应尽可能要设置操作平台，当不能安装操作平台而又必须进行悬浮位置切割时，要采取特别的安全措施。如利用作业吊栏（架）、绳索将自身稳定于工作位置上。采取何种稳定潜水员的切割位置，使之安全、方便、可靠地进行切割，需视作业环境而定。
11水下氧弧切割作业中的安全操作技术在水下进行氧弧切割作业时，作业中的安全操作是十分重要的。必须强调安全操作，掌握安全操作技术。
水下切割作业前，应当认真调查作业区域的环境，作业人员应熟悉被割结构的状况和有关的安全操作规程。
水下进行切割作业应做好充分的作业准备，接好切割的电路和气路，清除作业区域内可能危及作业安全的障碍物和各种易爆物品。
水下进行切割作业，在任何情况下都禁止利用油管、钢缆、船体、锚链或海水作为接地线，接地线必须使用具有足够导电截面积的软电缆，直接同被割结构连接，并且必须连接牢固。
水下进行切割作业必须在水面控制人员与水下作业人员之间有通讯装置，并规定统一的联络及应急用语和信号。
水下进行切割作业，应设置作业平台或工作架，不允许潜水员在悬浮状态下进行工程切割。
在水下进行密闭容器、储油及储气罐、油管等的切割时，对有油、有易燃气及爆炸性物质的区域进行切割作业时，应采取可靠的安全措施后，方可作业。禁止在无安全保证的情况下进行作业。
水下作业人员应随时警惕水下挤压伤。进行切割时，构件割断前应留有足够的避让位置，使自己处于*安全可靠的位置后，才进行*后割断工作，防止压伤自身和损伤佩戴的装备。
水下进行切割作业时，禁止将切割炬触及自身或其他的作业人员身体的任何部位，特别不要触及金属头盔，防止意外事故。
水下进行切割时，应从上而下分层切割，不得在自身或其他作业人员头顶上方进行切割。切割应从工件的边缘进行，任何情况下不可长时间熔割，防止氧气、氢气和水蒸气在深洞或凹坑聚积滞留，引起爆炸。
根据不同的潜水装备，作业人员应配备相应的水下护目镜、绝缘手套等防护用品，必须安全有效开展水下切割工作。
水下切割作业结束后，应将水下设备和工具取出水面，用淡水清洁干净，修整完好备用。
生产实践经验表明，思想上的重视是水下安全作业的重要保证，熟练地掌握安全作业技术是水下安全作业的基础。只有牢固地树立了安全作业思想和熟练地掌握了安全作业技术，才能防止可能发生的水下危险事故，保障水下作业人员的安全。
12结语实践表明，切割潜水员掌握的潜水技术、切割技术的熟练程度和切割作业时的心理状态对水下切割效率、割缝质量有极大的影响。提高切割潜水员的潜水技术、切割技术是提高水下切割效率和割缝质量*重要的措施，是水下工程中的根本保证。
备技术工程有限公司总经理，潜水监督，长期从事海洋水下工程工作。
