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近年来，随着海洋石油、海洋天然气等的开发，海洋工程逐渐成为一个新兴的科学，各个国家也越来越重视其发展。因此，我国在海洋工程方面也下了很多功夫。不过，目前为止，我国相关的产品还存在低端化问题，海底工程一个最大的难点就在于维修问题，毕竟是海底，与陆地有很大差别。
说到海底维修，就不得不提深海焊接这个关键问题。我国由于在这方面起步比较晚，因此还有很多难题没有攻克。反观国外，这方面技术发展相对成熟，不过，国外对于这个技术进行垄断。因此，我们必须要靠自己突破难关。到目前为止，很多海底维修问题，还需要请国外来解决。
水下环境使得水下焊接过程比陆上焊接过程复杂得多，除焊接技术外，还涉及到潜水作业技术等诸多因素，水下焊接的特点是： ⑴可见度差，水对光的吸收、反射和折射等作用比空气强得多，因此，光在水中传播时减弱得很快。另外焊接时电弧周围产生大量气泡和烟雾，使水下电弧的可见度非常低。在淤泥的海底和夹带沙泥的海域中进行水下焊接，水中可见度就更差了。 ⑵焊缝含氢量高，氢是焊接的大敌，如果焊接中含氢量超过允许值，很容易引起裂纹，甚至导致结构的破坏。水下电弧会使其周围水产生热分解，导致溶解到焊缝中的氢增加，水下焊条电弧焊的焊接接头质量差与氢含量高是分不开的。 ⑶冷却速度快，水下焊接时，海水的热传导系数高，是空气的20倍左右。若采用湿法或局部法水下焊接时，被焊工件直接处于水中，水对焊缝的急冷效果明显，容易产生高硬度淬硬组织。因此，只有采用干法焊接时，才能避免冷效应。 ⑷压力的影响，随着压力增加，电弧弧柱变细，焊道宽度变窄，焊缝高度增加，同时导电介质密度增加，从而增加了电离难度，电弧电压随之升高，电弧稳定性降低，飞溅和烟尘增多。 ⑸连续作业难以实现，由于受水下环境的影响和限制，许多情况下不得不采用焊一段，停一段的方法进行，因而产生焊缝不连续的现象。 所以，要想解决这一难题，就必须发展水下机器焊接，也就是水下焊接机器人。这些机器人要想完成相应的任务，就必须具备水下定位、行动能力，又需要掌握相应的焊接技术。据了解，如果请美国技术人员检查海底石油管道，人家只需要在出现问题的地方画个圈，几百万甚至几千万就到手了。 据了解，湿法水下焊接主要受到焊条、药芯等增材制造因素的影响。目前，美国等国已经研发出多种高质量的焊条，因此，他们的水下焊接质量更好。 好消息是，华南理工大学焊接装备团队经过多年艰苦努力，成功开发出面向复杂水下空间环境的机器人水下焊接制造系统，在水下机器人移动平台、水下机器人焊接电源、潜水送丝装置、微型排水装置、水下视觉检测、工艺过程计算模拟、质量评价等关键核心技术取得了突破。研制的机器人水下焊接系统已在中广核等进行示范应用，可应用于强核辐射环境水下焊接与在役修复，水下焊接制造过程稳定，焊缝成形美观，焊接接头质量优良。通过产学研用合作，部分核心技术已在国内焊接设备上市公司等进行技术转化。
电站现场机器人水下焊接实验 经过多年来的努力，我国取得了一些进步。例如，在硬件本体方面，水下移动平台、水下轮式全位置智能焊接机器人、深潜机器人等均有较大突破；在水下图像处理算法方面，采用多目立体视觉技术以及多信息融合传感获取水下焊缝图像三维坐标，为机器人跟踪焊缝提供位置信息；在高性能的水下机器人焊接电源方面，基于DSC的超高频逆变式水下机器人专用SiC焊接电源也已经取得了突破，逆变频率可以达到200kHz；适用于水下环境的焊接材料也已经取得了长足的进步。 当然，由于我国水下机器人焊接和增材制造的研究起步较晚，与国外产生了较大的差距，包括水下作业的范围/效率/环境空间/深度等方面，国外基本上是千米深度起步，我们还处于摸索阶段，相关研发产品尚需进一步优化，其灵活性、监控质量、可靠性等方面还有很大的进步空间。
水下焊接与增材制造是一个多学科综合交叉的工程，涉及到工艺的规划、设备的实时控制、传感与检测、信息处理、机器人运动控制等。新一代人工智能的发展，将成为推动水下机器人焊接与增材制造技术发展的巨大引擎。在水下机器人焊接与增材制造过程中引入人工智能可以从本质上提高水下机器人焊接与增材制造系统处理复杂性、不确定性问题的能力，将有良好的发展前景。目前各国的研发方向都集中在材料质量与自动化焊接方面，从长远来看，各国的技术都有很大的进步空间。因此，我国有关单位更需要对此组织力量进行科技攻关，避免被欧美国家长期卡脖子。 , {! e9 `. n' Y/ E
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