水下焊接是一种应用于在不同深度的水环境中进行焊接施工的特殊焊接方法,对于水下工程设施的安装和维修具有重要意义,是海洋工程与核电设施建造及维修的重要技术之一。双相不锈钢在化工、造纸等领域有着广泛的应用,近年来更是在核电设施、深海油田工程的应用上受到高度的重视。在各种水下焊接方法中,干法水下焊接的效果最好,在核电乏燃料池以及海洋工程设施的安装与维修中有着广泛的应用。焊接过程中,电信号的特征能够在一定程度上反映焊缝质量的好坏。进行双相不锈钢干法水下脉冲焊接,研究其电信号特征,可以为提高水下脉冲焊接的质量提供理论依据。另外,焊缝几何尺寸是影响焊接接头力学性能的重要因素之一,是双相不锈钢水下焊接技术的重要研究内容。本文在高压舱内进行双相不锈钢药芯焊丝水下干法脉冲焊接试验,并对采集到的焊接电信号进行分析。以平均电流、基值电流、占空比和脉冲频率四个参数为自变量,设计一个基于响应曲面法的四因素五水平试验方案。通过试验对比,结合焊缝外观成形效果,设计了一个电流稳定系数作为定量评价脉冲焊接电信号稳定性的指标。并分别以电流稳定系数、焊缝熔深、余高和熔宽为响应,建立它们与各焊接参数之间的响应模型。分析了单一焊接参数及参数之间的交互作用对焊接过程电信号稳定性和焊缝几何尺寸的影响。试验结果表明:电信号稳定性随平均电流、基值电流和脉冲频率的增大先增大后减小。随着占空比的增加,电信号的稳定性逐渐增加。当平均电流为220A,频率约为45Hz时稳定性最好。但随着平均电流的增加,最优频率在逐渐减小。平均电流对焊缝几何尺寸的影响程度最大,其次是占空比,脉冲频率和基值电流对焊缝几何尺寸的影响程度相对较弱。其中,焊缝熔深随着平均电流的增大而加深,随着基值电流和占空比的增大而减小,随着脉冲频率的增大,先轻微增大而后逐渐减小。焊缝余高随着平均电流、基值电流和占空比的增大而增大,随着脉冲频率的增大而减小。焊缝熔宽随着平均电流、脉冲频率的增大呈增长趋势,随着占空比、基值电流的增大而逐渐减小。