[实用新型]一种水下干式高压环境下的GMAW熔滴过渡图像拍摄系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水下焊接技术，尤其涉及一种水下干式高压环境下的GMAW熔滴过渡图像拍摄系统。

背景技术

GMAW施焊过程中，电弧是否稳定，飞溅金属的大小和数量，熔池运动状态及随后的焊缝成形等，都与焊丝端部熔化时形成的熔滴形状及其过渡状态有关。与普通人像或景物摄影相比，焊接熔滴过渡过程具有被拍摄对象画面小(一般情况小于10mm×10mm)，熔滴过渡频率高(几十至几百赫兹)，熔滴穿越电弧空间速度快(可达每秒几十米)等特点。而高速摄影技术作为一种先进的测试手段，能将高速运动过程或高速瞬变过程的空间信息和时间信息联系在一起，记录其细微过程，经常用于熔滴过渡等过程的研究。

在水下干式高压环境下，其电弧行为及熔滴过渡过程与大气环境中有很大的差异。要实现连续稳定的焊接过程，保证焊接质量，须采用高速摄像技术对焊接电弧的稳定性及熔滴过渡方式进行深入的观察与分析。而高压密闭环境下，熔滴被高温、高亮度的电弧所笼罩，焊接烟雾浓重，通常还伴有大量的飞溅，可见度低，观察视野差，现有技术中，针对于0.6MPa高压环境下的清晰熔滴过渡图像的拍摄，缺乏相关的可行性的方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在0.6MPa以下的高气压压缩空气条件下，得到清晰柔和的熔滴过渡和电弧形态图像的水下干式高压环境下的GMAW熔滴过渡图像拍摄系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的水下干式高压环境下的GMAW熔滴过渡图像拍摄系统，在高压焊接试验舱内设有熔化极焊炬，其特征在于，在所述高压焊接试验舱内，将氙灯和高速摄像机分别置于所述熔化极焊炬的两侧，所述熔化极焊炬的焊丝末端同时位于所述高速摄像机的焦点和所述氙灯的焦点位置。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的水下干式高压环境下的GMAW熔滴过渡图像拍摄系统，由于在所述高压焊接试验舱内，将氙灯和高速摄像机分别置于熔化极焊炬的两侧，熔化极焊炬的焊丝末端同时位于高速摄像机的焦点和所述氙灯的焦点位置，可以通过合理规划舱内氙灯、高速摄像机、熔化极焊炬三者之间的相对距离，并依据氙灯、高速摄像机、熔化极焊炬的相对位置，调节高速摄像机的焦距、光圈、曝光时间，氙灯的焦距，选配合理的滤光片，可实现在0.6MPa(相当于60m水深)的压力环境下，清晰拍摄到熔滴过渡与电弧形态，满足高压环境下清晰的观察视野需求。本方法适用于高压环境下GMAW、TIG脉动填丝焊、激光复合焊、激光增强焊等新型焊接工艺开发、焊接电源的研制以及电弧作用机理的研究。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的水下干式高压环境下的GMAW熔滴过渡图像拍摄系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型的水下干式高压环境下的GMAW熔滴过渡图像拍摄系统，其较佳的具体实施方式是：

在高压焊接试验舱内设有熔化极焊炬，在所述高压焊接试验舱内，将氙灯和高速摄像机分别置于所述熔化极焊炬的两侧，所述熔化极焊炬的焊丝末端同时位于所述高速摄像机的焦点和所述氙灯的焦点位置。

所述高速摄像机的镜头中心、所述焊丝末端、所述氙灯的光源中心三点同轴共线。

所述高速摄像机的镜头采用微距镜头。

所述高速摄像机的镜头连接有滤光片。

所述高速摄像机的镜头与所述滤光片之间通过螺纹连接。

所述滤光片采用中心频率为632.8mm的带通滤光片。

所述氙灯前设有一个或多个聚焦透镜。

所述高速摄像机连接有控制显示装置。

本实用新型的水下干式高压环境下的GMAW熔滴过渡图像拍摄系统，可用于0.6MPa(相当于60m水深)压力环境下的GMAW熔滴过渡图像拍摄，实现在0.6MPa以下的高气压压缩空气条件下，得到清晰柔和的熔滴过渡和电弧形态图像。

本实用新型的具体应用中，通过合理规划氙灯、高速摄像机、熔化极焊炬三者之间的相对距离，并依据氙灯、高速摄像机、熔化极焊炬的相对位置，调节高速摄像机的焦距、光圈、曝光时间以及氙灯的焦距，使焊丝末端同时位于高速摄像机、氙灯的焦点位置。

所述高速摄像机连接有控制显示装置(CDU)，实时显示录制状态，确认所述焊丝末端同时处于所述高速摄像机与所述氙灯的焦点上，所述高速摄像机的镜头中心、所述焊丝末端、所述氙灯的光源中心三点同轴共线。

所述高速摄像机的镜头采用微距镜头；所述高速摄像机镜头与滤光片镜片进行螺纹连接；