通过对水下激光焊自动化修复工艺焊缝的机械性能和材料性能的探讨，证明了激光焊是可行的水下修复工艺。
　　过去，5种基本水下焊接方法都需要采用电弧焊工艺以及多名潜水员，施焊时通常采用手工或机械化焊接装备进行操作。然而今天，WEC焊接有限公司——隶属于美国LLC电气公司的子公司将激光焊加入其中，作为可行的水下修复技术应用在核工业中。
 
　　水下激光焊工作原理
　　水下激光焊接工艺结合了两种激光技术——活性光学纤维及半导体二极管。极亮的半导体二极管发射器被用作光源将聚焦光束通过光纤，从一个很小的光纤腔中发射出极强的亮光。激光束被包含在光学纤维中，光学纤维通过柔韧的装甲金属导管来屏蔽。
 
　　水下激光焊技术
　　水下激光焊利用二极管纤维激光束，熔池通过初次和二次保护气进行保护，保护气通过激光焊枪输送。初次保护气主要作用是排开水，提供一个干燥的焊接环境，同时也为焊接提供保护介质。二次保护气提供一些有利于激光焊系统的功能，以防止焊接时水进入焊接试件中。保护罩用来密封焊接区域，当增压时形成干燥的空腔，如图1所示。
　　　　　 
 
　　水下激光焊与钨极氩弧焊的异同
　　该方法所使用的填充金属与钨极氩弧焊中使用的填充金属一样，确保填充金属与母材能够适合连接。填充金属被送入到激光束形成的熔池中，这与钨极氩弧焊焊接过程非常相似。然而，水下激光焊是采用全自动化焊接工艺，从这点可以看出水下激光焊并不等同于钨极氩弧焊，因为钨极氩弧焊在焊接期间还需要操作者来调整设备。
 
　　自动化工艺特点
　　由于水下激光焊是全自动化的，初始安装对焊接质量的好坏至关重要。自动化工艺减少了对焊接操作者技能的依赖，准确的工艺过程控制保证了高度一致的焊缝。一旦焊接设备安装好，设置好控制程序，焊接操作者仅需按动启动按钮就可开始焊接。操作者不需要在焊接过程中对设备进行任何调整。
 
　　可靠的焊接特性
　　激光束精确的热输入量和稀释率控制能保证获得连续一致的焊缝质量, 如图2所示。图示为三层合金52MS堆焊在低合金钢基体上的焊后表面形貌, 焊缝化学测试结果表明高纯的沉积率是焊接过程中低热输入量所致。
 
　　各种应用
　　光学纤维发射的激光作为水下激光焊热源，****限度地减少了焊接系统复杂性，可对密封或远程的焊接场合的焊接接头进行开发应用。作为一种自动化焊接工艺（焊接时不需要任何调整），也可应用于不适宜人们长时间工作的场合，比如核电站的高辐射区。
 
　　普通工作场合
　　水下激光焊接主要被用于修理/维护的场合，与其他水下工艺方法的应用相似。这些应用包括近海钻探油平台的修理和其他传统焊接方法存在缺陷的海底应用场合。该工艺也很适合应用于存在焊接飞溅的地方（如海岸线附近的船体焊接），这些地方采用传统的电弧焊方法时由于水的流动会对焊工人身安全造成危险。
　　WEC焊接有限公司目前正在开发新的焊接工艺，将合金600应用于反应堆压力外壳喷嘴处，制造安全的焊缝, 此处焊缝易发生水应力腐蚀开裂（简称PWSCC）。 
  
　　回火焊道焊接
　　美国机械工程师协会（简称ASME）已成立了一个水下激光焊焊缝回火焊道焊接工作小组。该小组已经提交一份规范案例的草案，强调了水下环境中应用激光焊焊接低合金钢时回火焊道的保护温度要求。保护温度下的回火焊道焊接可提高预热温度及焊后热处理的需要，也消除焊后高温烘焙氢的需要。
　　硬度试样和却贝冲击试验表明，采用水下激光焊工艺能够成功实现回火。焊接热影响区（简称HAZ）的冲击测试都被集中在水下激光焊焊接热影响区的V型切口处进行，如图3所示。实验结果如表1所示，所有指标都超过母材金属。
　　　

　　　　　

　　焊缝金属的不同类型测试
　　如今，机械性能测试包括拉伸试验、侧弯试验，以评估水下激光焊熔敷的致密性和强度。侧弯试样是从多道水下激光焊焊缝形成的三层钢板上获取的，采用柱塞型试验装置和卷包测试夹具进行侧弯试验。试样使用这两种类型测试装置经目视检查，没有发现缺陷，如图4所示，随后的液体渗透探伤也没有发现任何缺陷。
　　　　　

　　丝极放电加工观察
　　全焊缝金属拉伸试样通过在低合金钢上堆焊数层多道焊缝制备，使用丝极放电（EDM），从堆焊焊缝上切下来四个全焊接金属拉伸试件，如图5所示。四个试件都超过了材料最低拉伸强度，见表2。
　　　　　

　　扩散氢含量测试
　　进行扩散氢含量试验来评价水下激光焊工艺过程对氢含量的影响。结果表明，扩散氢含量少于在干燥的焊接条件下采用手工电弧焊（SMAW）指定的焊条H4下扩散氢含量。事实上, 残留的氢含量可与钨极氩弧焊在空气中焊接时的氢含量相媲美。
　　水下激光焊样品的平均氢含量大约0.5毫升/100克。国际焊接学会（简称IIW）标准规定最低氢含量<5毫升/ 100克。这些堆焊试样的氢含量较IIW 限定要低一个数量级。根据这些测试数据，水下激光焊堆焊与传统水下电弧焊相比，延迟氢致裂纹的敏感性更低。
　　铁素体含量及微观研究δ-Fe含量用来评定不锈钢焊接时裂纹敏感性。通过使用数字式铁素体含量显微测量装置，测量了多层不锈钢焊头，如图6所示。母材金属的稀释影响被第三层所克服，第三层铁素体含量与填充金属材料测试报告（CM-RT）所测定的含量一致。
　　　　　

　　结    论
　　根据水下激光焊接测试，主要结论如下：
　　1、采用侧弯和全焊接金属拉伸试验测试焊缝的机械性能并不受水下作业的影响。
　　2、采用扩散氢含量测定及δ-Fe 铁素体测试的材料性能测试不受水下环境的影响。
　　3、硬度试验、却贝冲击试验表明, 采用水下激光焊工艺可以实现焊接热影响区的有效回火。
　　4、激光焊是可行的水下修复工艺。