[发明专利]一种水下局部干法激光-超声复合焊接与熔覆焊炬

说明书

本发明公开一种水下局部干法激光‑超声复合焊接与熔覆焊炬，包括：筒体，一端开口且另一端闭口，筒体的闭口端设置有通光口，通光口处设置有透光玻璃；排水腔，设置在靠近筒体的开口端的侧壁中，排水腔靠近开口端的一端开口，筒体的外壁上设置有进水口，进水口与增压水泵连通；设置在筒体中的超声单元；进光通道，通过透光玻璃射入的激光能够通过进光通道并射出开口端；筒体的闭口端设置有倾斜的进气口，进气口一端与进光通道相通、另一端与供气装置连接；送丝管，用于在开口端送入焊丝。本发明提高了水下局部干法激光焊接与熔覆的质量。

技术领域

本发明涉及水下焊接技术领域，特别是涉及一种水下局部干法激光-超声复合焊接与熔覆焊炬。

背景技术

近年来，随着海洋资源的逐步开发、核电能源的快速发展，大量海洋工程、核电工程的建设和维护以及船舶、舰艇的应急维修需要先进的水下焊接与熔覆技术作为支撑。水下焊接与熔覆技术主要包括湿法、局部干法与干法三类：水下局部干法焊接与熔覆是指采用排水装置，将待焊接与熔覆区域水环境排开，进而形成局部干燥腔的一种焊接与熔覆的方法；水下湿法焊接与熔覆是指不采用任何保护措施，直接在水环境中进行焊接与熔覆的一种水下焊接与熔覆的方法；水下干法焊接与熔覆是指将整个待维修区域的水环境完全排开的一种水下焊接与熔覆的方法。

其中水下湿法焊接与熔覆技术操作简单、通用性强，但其焊缝及熔覆层质量差，难以达到工程应用的要求；水下干法焊接与熔覆的焊缝与熔覆层质量较高，几乎可达到陆上水平，但其设备要求高、成本高且操作性差，难以在水下工程中普遍应用。水下局部干法焊接与熔敷技术相比之下，具有焊缝及熔敷层质量较高、操作相对简单的优点，目前已广泛应用于水下工程领域。根据热源的不同，水下局部干法激光焊接与熔覆主要分为激光与电弧两类，与常规水下电弧方法相比，水下激光焊接与熔覆具有受水压影响小，焊接材料广泛，热输入量低、光束易于传输、可控制性强等特点。

水下局部干法激光焊接与熔覆技术，是指以激光为热源，采用排水焊炬将待修复区域的水环境排开，形成局部干燥腔，进而在水下环境中进行焊接与熔覆，其重点及技术难点在于稳定的局部干燥腔的形成，即排水焊炬的设计与开发。目前，水下局部干法激光排水焊炬分为单层及双层焊炬，主要由排水腔体、上端盖、进气孔、透光玻璃、密封垫等结构构成，在实际应用过程中，排水焊炬安装于激光头下方，通过向其通入压缩空气及保护气将焊炬内部的水排开，对待焊接及熔覆区域进行保护，使激光光束穿过透光玻璃通过排水焊炬作用于待修复区域表面，完成焊接或熔覆修复。

目前水下局部干法激光焊接与熔覆技术具有焊炬排水效果差且操作笨拙、激光光束传输不稳定、焊缝与熔覆层内部气孔及裂纹较多且容易产生淬硬组织等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种水下局部干法激光-超声复合焊接与熔覆焊炬，以解决上述现有技术存在的问题，提高水下局部干法激光焊接与熔覆的质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种水下局部干法激光-超声复合焊接与熔覆焊炬，包括：

筒体，一端开口且另一端闭口，所述筒体的闭口端设置有通光口，所述通光口处密封设置有透光玻璃；

排水腔，为环形腔体，设置在靠近所述筒体的开口端的侧壁中，所述排水腔靠近所述开口端的一端开口，所述筒体的外壁上设置有沿所述筒体的侧壁的斜切向设置的进水口，所述进水口通过管路与增压水泵的出水口连通；

设置在所述筒体中的超声单元，所述超声单元包括由所述闭口端至所述开口端依次设置且依次连接的超声换能器、超声变幅杆和超声辐射端，所述超声换能器与所述筒体的内壁固连且通过超声电源线与超声电源连接；

进光通道，通过所述透光玻璃射入的激光能够通过所述进光通道并射出所述开口端；所述筒体的闭口端设置有倾斜的进气口，所述进气口一端与所述进光通道相通、另一端通过管路与供气装置连接；

送丝管，设置在所述筒体外部并与所述筒体固连，用于在所述开口端送入焊丝。