一种水下携载的气水同轴射流辅助激光加工系统技术方案

本发明专利技术属于水下激光加工领域，具体涉及一种水下携载的气水同轴射流辅助激光加工系统，其包括激光器、海水冷却系统、海水淡化系统、纯水冷却系统和激光‑气水同轴射流耦合头，所述海水冷却系统对激光器及其密封舱进行冷却，所述海水淡化系统采用反渗透海水淡化装置将海水淡化为纯水，所述利用淡化后的纯水对不能接触海水的激光晶体进行冷却，纯水用于耦合头的射流用水，上述海水淡化系统、海水冷却系统和纯水冷却系统，协助激光器和耦合头形成激光‑气水同轴射流，对工件表面进行加工。该装置有效地利用了海水资源实现冷却功能，提高了关键部件的使用寿命，提高水下激光加工装置的加工质量。

An underwater coaxial jet assisted laser processing system carrying underwater

The invention belongs to the field of laser processing underwater, in particular relates to a water carrying gas water jet assisted coaxial laser processing system load, which comprises a laser, seawater desalination system, cooling system, water cooling system and gas water laser coaxial jet coupling head, the water cooling system of the laser cooling and sealing, the seawater desalination system using reverse osmosis seawater desalination desalination of sea water is pure water, the use of pure water after desalination of sea water can not contact laser crystal of pure water for cooling, water jet coupling head, the seawater desalination system, cooling water system and water cooling system, and assist the laser coupling head forming laser gas water coaxial jet, the processing of the workpiece surface. The device can effectively utilize the cooling function of seawater resources, improve the service life of the key components and improve the processing quality of the underwater laser processing device.

【技术实现步骤摘要】
一种水下携载的气水同轴射流辅助激光加工系统
本专利技术属于水下激光加工领域，更具体地，涉及一种水下携载的气水同轴射流辅助激光加工系统。
技术介绍
激光加工已广泛应用于陆上的工件切割、钻孔、焊接、清洗、表面处理。在水下作业时，由于水环境的影响，激光加工设备的结构、控制乃至加工对象激光物质交互影响都较陆上激光加工设备和加工质量有很大区别。设备的水密性、运动控制的精度、设备的自身结构与重量、激光的传导与聚焦控制等因素都为水下激光加工带来了难度。随着海洋开发、核电应用等水下作业环境的普及，水下激光加工应用的前景也越来越广泛。将激光加工技术与射流技术融合为水下激光加工提供了可能。但进一步的研究表明，水下激光加工技术在海水中应用存在以下问题：首先，半导体激光器具有非常高的电子—光子转换效率。但由于存在着非辐射复合损耗、自由载流子吸收等损耗机制，其微分量子效率只能达到20％-30％。相当部分注入的电功率转化为热量，从而引起激光器温度升高。半导体激光器升温会导致其阈值电流升高、输出功率减小、发射波长产生红移现象，从而造成模式不稳、内部缺陷增多、器件使用寿命大大降低，甚至很快失效。所以半导体激光器必须本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下携载的气水同轴射流辅助激光加工系统，其特征在于，其包括激光器(29)、海水冷却系统、海水淡化系统、纯水冷却系统和激光‑气水同轴射流耦合头(40)，其中：所述激光器(29)外部包裹有水密舱(30)，所述水密舱(30)内设置有换热器Ⅰ(14)，所述激光器(29)内设置有热电冷却装置(11)、换热器Ⅱ(13)和激光器晶体(26)，所述热电冷却装置(11)上还设置有换热器Ⅲ(12)，所述激光器晶体(26)封闭在激光晶体水冷腔(27)内；所述海水冷却系统包括过滤装置、海水泵(8)和海水中压蓄能器(9)，海水从入口(5)进入，经过滤装置过滤后，由海水泵(8)升压后储存至海水中压蓄能器(9)中，所述...

【技术特征摘要】
1.一种水下携载的气水同轴射流辅助激光加工系统，其特征在于，其包括激光器(29)、海水冷却系统、海水淡化系统、纯水冷却系统和激光-气水同轴射流耦合头(40)，其中：所述激光器(29)外部包裹有水密舱(30)，所述水密舱(30)内设置有换热器Ⅰ(14)，所述激光器(29)内设置有热电冷却装置(11)、换热器Ⅱ(13)和激光器晶体(26)，所述热电冷却装置(11)上还设置有换热器Ⅲ(12)，所述激光器晶体(26)封闭在激光晶体水冷腔(27)内；所述海水冷却系统包括过滤装置、海水泵(8)和海水中压蓄能器(9)，海水从入口(5)进入，经过滤装置过滤后，由海水泵(8)升压后储存至海水中压蓄能器(9)中，所述海水中压蓄能器(9)中的海水流入换热器Ⅲ(12)、换热器Ⅱ(13)和换热器Ⅰ(14)进行热交换后，经出口Ⅰ(15)排出；所述海水淡化系统包括反渗透海水淡化装置(16)和纯水存储箱(18)，从海水中压蓄能器(9)中流出的海水经反渗透海水淡化装置(16)淡化后，储存在纯水储存箱(18)内；所述纯水冷却系统包括纯水高压蓄能器(21)和散热器(28)，所述纯水储存箱(18)内的纯水经液体增压泵(19)增压后进入纯水高压蓄能器(21)，该纯水高压蓄能器(21)中的纯水一部分进入所述激光器晶体冷水腔(27)内进行冷却，然后进入散热器(28)内冷却后返回上述纯水储水箱(18)；所述纯水高压蓄能器(21)中的纯水还有一部分供给所述激光-气水同轴射流耦合头(40)，该水下携载激光加工系统还包括辅助气瓶(31)，为上述激光-气水同轴射流耦合头(40)提供辅助气，所述激光器提供的激光进入上述激光-气水同轴射流耦合头(40)后，形成激光-气水同轴射流，对水下被加工工件(43)进行加工。2.如权利要求1所述的水下携载的气水同轴射流辅助激光加工系统，其特征在于，该水下携载激光加工系统还包括水面控制系统(1)和水面支持平台(2)，所述水面控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘炎，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42