[发明专利]一种水下激光焊接功率检测及自动控制试验装置

说明书

本发明公开了一种水下激光焊接功率检测及自动控制试验装置，包括试验水池、储水池、激光功率计、放置平台、摄像监控机构，试验水池上安装有平面透镜、位移传感器、激光焦点调零标尺和进水管；激光功率计通过无线传输信号与信号接收装置连接，达到实时监控数据。摄像监控机构可监控整体装置运行情况，储水池上安装有控制装置系统；控制装置系统通过无线传输信号与遥控器连接，并通过电路与电池、电磁阀、摄像头、位移传感器连接。此装置环境适应能力强、结构合理、智能化控制程度高、激光焦点精准调零、使用方便、运行可靠，可用于控制改变水深、切换不同液体介质过程中监测激光功率等试验。

技术领域

本发明涉及一种水下激光焊接试验装置，尤其涉及一种能够自动控制水深、监测激光功率的水下激光焊接功率检测及自动控制试验装置。

背景技术

人类对能源的需求越来越迫切，海洋油气、核电以及内陆水资源开发成为人类能源的主要新的来源，相关工程中水下钢结构件的连接和在役后结构件的修补都离不开水下焊接技术的参与。水下激光焊接具备如下优势：激光光束可以通过光纤长距离传输，激光光斑小、控制精度高，适应于对焊接精度要求较高的位置进行焊接维修；同时，激光焊接的热输入较低，冷却速度快，因此焊缝的热影响区小，残余应力水平低，焊接质量高；激光焊接系统易于简化和集成，特别适应于工作位置狭小的设备维护。另外，由于激光能量密度集中，水压对水下激光焊接焊接区域的影响小，且可以实现多数材料的焊接。因此，水下激光焊接被作为一种具有巨大发展应用潜力的水下维修技术，受到越来越广泛的关注。

水下湿法激光焊接是指被焊部件直接暴露在水下环境中，不采用任何其他措施排出焊接区域的水，激光光束经过水介质后作用在被焊工件表面，激光光束与被焊工件相互作用，被焊工件吸收激光光束能量而熔化。同时二者相互作用使得工件温度急剧增加，高温使得与工件接触的周围液态介质不断汽化，不断形成气泡，水下湿法激光焊接具有设备简单、成本低廉、操作灵活、适应性强等优点。水下湿法激光焊接的焊缝质量受诸多因素的影响，比如水下环境特征、激光功率、焊接速度、送丝速度等。水下环境与陆上环境存在较大的差别，水的导热系数约为空气的20倍，密度为空气的770倍，并且水下存在较大的压强。在水下湿法激光焊接中，影响光束质量的主要因素包括以下几个方面：在水体中的衰减、气泡的吸收与折射、水气界面扰动、光束扩展、气溶胶粒子的散射、吸收和折射。

为保证湿法水下激光焊接维修质量，探索水环境对激光光束传输过程中的影响规律和机理十分重要，目前还没有相关的集成试验装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种水下激光焊接功率检测及自动控制试验装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的水下激光焊接功率检测及自动控制试验装置，包括激光功率计、试验水池和储水池，所述试验水池与储水池的侧壁之间通过水管连通，并在水管上安装有电磁阀；

所述试验水池的一侧设有摄像监控机构，所述试验水池的底壁安装有平面透镜，侧壁安装有位移传感器、激光焦点调零标尺和排水管；

所述储水池的一侧壁上安装有控制装置系统和电池；

所述控制装置系统设有芯片、信号接收和发射模块，并通过线路与所述电池、电磁阀、摄像监控机构、位移传感器分别连接，所述信号接收和发射模块通过无线信号与无线信号接收设备和遥控器连接；

所述激光功率计通过无线信号与无线信号接收设备和遥控器连接。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的水下激光焊接功率检测及自动控制试验装置，结构简单、智能化程度高、使用方便，适用于水下激光焊接过程中激光功率的检测。

附图说明

图1为本发明实施例提供的水下激光焊接功率检测及自动控制试验装置整体结构示意图。

图2为本发明实施例中平面透镜示意图。