孙昕辉 ，闫景鹏 ，汪 涛

（1.中海石油气电集团有限责任公司，北京100028；2.海洋石油工程股份有限公司，天津300451；3.中国核工业第五建设有限公司，上海201512）

0 前言

水下管道修复用全自动焊接对焊缝质量要求很高，是一种特殊的水下焊接方法。水下焊接按照焊缝与水的接触程度可分为湿式焊接、局部干式焊接和全干式焊接。19世纪80年代哈尔滨焊接研究所在国内首先开始研究局部干式半自动焊接技术。湿式焊接一般采用水下焊条进行焊接，焊缝质量较差；干式焊接技术的焊接质量在这3种水下焊接方法中最好，但核电厂堆内构件焊接维修由于辐射原因，不允许在全干式环境下进行。水下局部干式自动焊接技术在水深较深等人工焊接难以进行的场合有着重要意义。在此介绍基于FLUENT的水下高压局部干法MIG自动焊排水罩的设计[1]。

1 采用FLUENT流体计算仿真软件进行排水罩设计选型

1.1 罩体内径

罩体内径为排水罩的基本参数，为了兼顾缓冷效果和操作方便，通过冷却到500℃所需要的时间和焊接速度等因素，确定罩体内径。

8 mm厚的钢板堆焊焊接热输入为1.07 kJ/mm时，由800℃冷却到500℃的时间t8/5=10.8 s，而从高温冷却到500℃还需要一段时间，实测结果t500=11.5 s。假设引弧点在罩体中心，要使焊接点由高温冷却到500℃后才接触罩体外部的水，则罩体的最小内径为

式中 v焊=15～20cm/min。代入公式得Dmin=76mm。考虑到实际焊接操作时罩体与焊枪相对位置偏差和试板厚度等因素，取D=90 mm。

1.2 用FLUENT进行排水罩设计选型

排水罩罩内气体流动稳定性主要受罩体长径比和排水罩进气方式的影响。……