图9-51 水下桩结构及其焊接位置

1—拉肋 2—水泥 3—密封垫 4—弧形板

图9-52 水下桩模拟件结构细节

1—弧形板（SM53B，δ＝14mm） 2—导管（SM41C，δ＝14mm） 3—肋板（Q235，δ＝10mm） 4—钢桩（SM50C，δ＝18mm）

水下桩是增加平台承载能力和稳定性的辅助桩。“渤海12号”钻井平台共有6根水下桩，其上端位于水深13.5m，结构细节及所处位置如图9-51所示。需要水下焊接的是弧形板与导管和钢桩之问的两条横向环缝。对焊接接头的技术要求是：焊缝表面成形良好，无咬边等焊接缺陷，接头强度不低于母材，冷弯180°。

水下焊接施工前，先在4.5m水深的淡水训练罐中焊接2个水下桩帽模拟件，模拟件与实际结构接头尺寸一致。接头尺寸及结构细节如图9-52所示。模拟件的装配在陆上进行。导管与钢桩的圆度误差小于1％，导管端面平面度小于2mm，装配问隙一般在0～4mm，个别部位达到7～8mm。每根水下桩的桩帽有4块弧形板，每块弧形板的上弧形焊缝长约700mm，下弧形焊缝长约800mm。(www.daowen.com)

采取局部排水CO₂焊接法。焊丝为直径1.0mm的H08Mn2SiA，焊接电流130～170A，电弧电压29～30V，此处的电压为焊接电缆线2根各60m长时的电源指示值，焊接速度2～4mm/s，CO₂气体流量3～4m³/h，坡口A一般3～4道焊满，坡口B一般要求4～5条焊道。

焊后经外观检查及超声波检测，焊缝成形良好，没有外观及内部焊接缺陷，仅有一块弧形板的下环缝出现个别小气孔，焊接接头的力学性能满足设计要求。

为使潜水焊工在水下能稳定地操作，结合水下桩的结构特点，制作了由两个半圆筒组成的圆形工作台，或称挡流筒，起挡水流的作用。挡流筒直径3m，高1.5m。吊装时先将两个半圆筒张开，形成大钳口状，夹在水下桩的桩帽上，在筒底座到水平拉肋钢管上时，再将开口合拢锁紧。潜水焊工站在筒内进行焊接操作，如图9-53所示。

图9-53 水下焊接操作示意图

实际焊接水深13.5m，水温8～10℃，最大风力6级，最大流速2m/s。由于平台导管架的导管与钢桩的同心度偏差较大，使弧形板的装配问隙难以保证。个别弧形板割成两片分别装焊，可将装配问隙控制在6mm以下。实际焊接时，焊丝直径及电弧电压与模拟件焊接相同，焊接电流第一道用得较小，为100～120A，其余各焊道为130～180A，气体流量为5～7m³/h。

焊后经潜水员肉眼外观检查和电视录像及水下摄像表面检查，焊缝成形良好，没发现缺陷，达到要求。