李志刚，刘德俊，张世帅，徐 翔，叶建雄

1.华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室，江西 南昌 330013 2.南昌工程学院机械与电气工程学院，江西 南昌 330099

引 言

随着人们在海洋能源开发工程、船舶建造与维修、海底管道等活动的展开,水下焊接技术重要性得到进一步凸显，海洋钢结构建筑物的安全和可靠性与水下焊接技术密切相关[1-4]。电弧等离子体光谱诊断是通过采集焊接电弧燃烧过程中光谱辐射信号，然后进行数据处理以获得电弧等离子体温度和电子数密度等物理参数[5-7]。天津大学涂万洪[8]等借助自行研制的光谱诊断系统可以对水蒸气等离子弧温度和成分进行光谱诊断，以诊断结果为依据，并根据局部热力学平衡状态列出方程，进而探讨水蒸气等离子电弧机理与特性。山东科学院贾传宝[9]等对空气药芯焊接和0.4 m水深的水下湿法药芯焊接的光谱进行了对比分析，发现在370～840 nm范围(除了顶点656.279 3)内,其信号相似度为90%,水下信号中存在的顶点656.279 3对应的正是氢元素,两组光谱信号里都包含了Fe,Ni,Ti,Cr,F,Si,Mn,N2,N,Ca,CO,CO+和H2O等元素。哈尔滨工大郭伟[10]等研究了清水、硼酸溶液、LiOH溶液、硼酸+LiOH混合溶液等不同介质的水环境对水下焊接电弧等离子体成分以及温度的影响，结果表明,不同的水下环境介质对水下焊接电弧等离子体成分以及温度几乎无影响。目前虽然已经有利用光谱诊断对陆地TIG引弧的研究，也已经有利用光谱诊断对水下湿法焊接电弧温度、元素等进行测量的研究，但研究未深入到水下电弧产生的层面，即水下电弧引弧这一关键问题。……