深水300米處「焊接與切割」的技術剖析，厲害

在水中焊接與切割金屬現已廣泛應用，例如，水下修船、水下修理鑽油台、水下建築等，範圍很廣。但是在 18 世紀，金屬水下焊接技術還沒有出台。

到 1802 年，英國科學家德維爵士發現電荷在水中可以產生電弧放電，才知道金屬能在水下焊接。在此前，損壞的鑽油台或油管等必須拿到水面上修理，現在潛水員可以在深 300 米處焊接。但這項工作比較危險。焊接是通過產生足夠的熱量把金屬熔合在一起。產生熱量時熔化金屬的幾種方法中，只有電弧焊可以應用在水下作業。用一股強電流通過兩極之間的小空隙產生弧電，焊接時，須修補的金屬作為另一電極，電荷從電纜末端的電極流到金屬，產生熱量而使金屬熔化。水下焊接在二戰期間曾用於緊急修補船隻，當時應用並不廣泛，直到 20 世紀 70 年代，水下修理的活動才大量增加。現在焊接的方法有兩種，即濕式焊接法和干室焊接法。

濕式焊接：由發電機在水面上供給 500 安培左右的強大電流，用絕緣電纜送到潛水焊接處，為防止漏電，在電極上塗了蠟或防水漆。但是這種方法的缺點在於水很快冷卻了焊接的金屬，使焊縫變得又脆又硬。焊接的熱量使水分解為氫與氧，熱的氫和氧會穿透焊縫，降低了強度；另外這種方法不能在 90 米深以下作業，否則水壓太大導致不能產生電弧放電。干室焊接法：這種方法可用於深水作業，焊縫質量較好，但成本較高。

具體方法是，首先，在需要修理的地方用一個堅固透明的塑料罩保護起來，然後充入壓縮氣體，把水排出，這樣在焊縫周圍的金屬是乾的。然後，焊接室底部敞開，潛水員可在裡面使用焊炬。室內的壓縮氣體阻止水進入。但焊接時產生的煙和蒸汽使工作人員看不清工作情況。要想使焊接效果更好，可用一個大罩把潛水員同修理範圍全部罩上，這樣焊出的焊縫與地面操作效果可相媲美，但費用昂貴，因這種高壓室必須專門設計，以適合在修理處安裝。此外還需要有其他昂貴的密封設備。在深水處作業，例如 300 米左右，還需製造容納幾個人的工作室，便於工作人員輪換休息。但是水過深時，人工操作可能比較困難，特別是鑽油井越來越深，有需要在 600 米深處作業。

所以人們開始設想用遙控機器人來代替潛水員。深水切割同深水焊接一樣，應用範圍越來越廣。而深水切割所費人力非常大。在北海深處切割不列顛石油公司馬格納斯鑽油台零件，所費時間比太空人從地面登月球還多。在水深 200 米處作業，回到地面前要 8 天時間來減壓。

水中切割現在使用兩種方法，即氧氣電弧切割法和爆炸法。氧氣電孤切割法與電焊過程相似，只是用氧氣和強電流產生高熱切開金屬，而不是把金屬熔合；切大塊金屬，一般先用氧氣電弧切割法在金屬里開出橫槽，放入塑性猛烈炸藥，只要炸藥放置在正確的位置上，且藥量適中，就可炸出一條整齊的切口。