用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一种用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置，包括内腔壳体，内腔壳体上设置有平衡气接口，在内腔壳体顶部设置长孔，在长孔内设置激光管路接口；内腔壳体内设置有一组滑动导轨，滑动导轨之间设置滑动挡板，激光管路接口与滑动挡板密封连接，滑动挡板与内腔壳体之间设置有密封件，激光管路接口上设置有管路固定装置。本发明专利技术的一种用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置，通过滑动挡板实现激光熔覆头和排水装置的运动分离，解决传统随动式排水装置无法对已加工区域进行隔水保护的问题。

Device for manufacturing local dry zone for underwater laser enhanced material manufacturing

A device for manufacturing a local dry area to make an underwater scanning laser material increase, including an inner chamber shell, an inner cavity housing with a balance gas interface, a long hole at the top of the inner cavity shell, and a laser pipe interface in a long hole; a group of sliding guideways and sliding guides are arranged in the inner cavity. A sliding baffle is set up, the laser pipeline interface is sealed and connected with the sliding baffle, and a seal is arranged between the sliding baffle and the inner chamber shell, and a pipe fixing device is arranged on the laser pipeline interface. A device used in the manufacture of a local dry area to make a underwater scanning laser material, realizes the movement separation of the laser cladding head and the drainage device through a sliding baffle, so as to solve the problem that the traditional servo drainage device can not protect the processed area.

【技术实现步骤摘要】
用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置
本专利技术涉及水下加工
，具体是一种用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置。
技术介绍
水下激光增材制造主要分为干法和湿法两种类型，用以对船舶、反应堆、海洋开采平台等设备的水下损伤行修复和维护，两种水下加工方法的主要区别在于激光光路是否与水体接触。湿法激光增材制造的相关实验已证实，当激光穿过的水体厚度大于8-10mm时，激光能量将被水体吸收殆尽，无法在工件表面形成热影响区；而干法加工在水下安装额外的排水装置，形成水下局部干区，激光增材制造过程可在该干区内进行，有效避免水体对激光能量的消耗，并且能够降低工件表面的冷却速度，减小裂纹出现的几率。而现有制造水下局部干区的装置分为两类，一类是制造大型压力仓供操作人员进入并实施修复，另一类是在激光设备末端加装小型的排水喷嘴，通过高速气体将待加工工件表面的水体排开。由于大型压力仓造价昂贵，携带不便，因此仅在某些特殊装置的维护中使用；喷嘴式排水装置由于其体积小、易安装、对工件形状的要求低，逐渐成为水下激光加工的重点发展方向。但是，目前研究领域和市场上的水下激光加工喷嘴均为随动式喷嘴，即喷嘴与激光设备相对固定，会随着激光的扫描运动发生位置上的迁移；虽然能够有效保护当前加工位置不受水体干扰，但扫描路径上的其他工件材料则会暴露在水体中，大大增加了加工后工件的冷却速度，会使材料的韧塑性降低，极易产生裂纹。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术的一种用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置，包括内腔壳体，内腔壳体上设置有平衡气接口，在内腔壳体顶部设置长孔，在长孔内设置激光管路接口；内腔壳体内设置有一组滑动导轨，滑动导轨之间设置滑动挡板，激光管路接口与滑动挡板密封连接，滑动挡板与内腔壳体之间设置有密封件，激光管路接口上设置有管路固定装置。其中，内腔壳体外侧设置有外壳体，内腔壳体上设置有穿出外壳体的平衡气接口，外壳体与内腔壳体之间形成主排水气路，外壳体上设置有向主排水气路内通气的排水气接口。其中，在内腔壳体和外壳体之间设置支撑件。其中，支撑件为上表面倾斜设置的楔形部件，倾斜上表面位于上排水气接口下方。其中，外壳体与内腔壳体的边沿向下倾斜延伸，并在外壳体与内腔壳体之间形成主排水气路。其中，外壳体与内腔壳体的边沿向下竖直延伸，并在竖直延伸的端部向外部倾斜延伸。其中，各滑动导轨的纵向截面为不对称U型结构，U型结构的长边顶部与内腔壳体固定连接，长边的内侧面设置滚珠，U型结构的短边顶部设置有滚珠。其中，内腔壳体内设置有热处理装置。其中，内腔壳体内设置有监控装置。通过在内腔集成热处理和监控装置，可对激光增材成型件进行可控预热、保温热处理，改善成型件组织形态和力学性能，避免快速加热、冷却造成的热裂缺陷。其中，平衡气接口位于滑动挡板的极限位置，其出气口不被滑动挡板阻挡。有益效果：本专利技术的一种用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置，具有以下有益效果：通过滑动挡板实现激光熔覆头和排水装置的运动分离，解决传统随动式排水装置无法对已加工区域进行隔水保护的问题。附图说明图1是本专利技术的剖视图，本专利技术为对称结构，图中隐去了另一半视图；图2是本专利技术另一实施方式的剖视图，本专利技术为对称结构，图中隐去了另一半视图；图3是图1和图2中的A部放大示意图；图4是本专利技术的立体视图；图5是本专利技术仰视结构示意图；图6是内腔壳体侧壁设置监控装置和热处理装置示意图；图7为本专利技术的纵向截面示意图。图中，1-平衡气接口；2-排水气接口；3-激光管路接口；4-外壳体；5-内腔壳体；6-滑动导轨；7-滑动挡板；8-支撑件；9-密封件；10-管路固定装置；11-监控装置；12-热处理装置。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1-图5所示的一种用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置，包括内腔壳体5，内腔壳体5上设置有平衡气接口1，在内腔壳体5顶部设置长孔，在长孔内设置激光管路接口3；内腔壳体5内设置有一组滑动导轨6，滑动导轨6之间设置滑动挡板7，激光管路接口3与滑动挡板7密封连接，滑动挡板7与内腔壳体5之间设置有密封件9，激光管路接口3上设置有管路固定装置10。在内腔壳体5外侧设置有外壳体4，内腔壳体5上设置有穿出外壳体4的平衡气接口1，外壳体4与内腔壳体5之间形成主排水气路，外壳体4上设置有向主排水气路内通气的排水气接口2。在内腔壳体5和外壳体4之间设置楔形的支撑件8，支撑件8设置于上排水气接口2下方。具体的，支撑件8具有倾斜的上表面，整体为楔形结构，该倾斜的上表面如图1和图2所示方向设置，位于上排水气接口2下方。平衡气接口1位于滑动挡板7的极限位置，其出气口不被滑动挡板7阻挡。作为一种实施方式，如图1所示，外壳体4与内腔壳体5的边沿向下倾斜延伸，并在外壳体4与内腔壳体5之间形成主排水气路。作为另一种实施方式，如图2所示，外壳体4与内腔壳体5的边沿向下竖直延伸，并在竖直延伸的端部向外部倾斜延伸。如图7所示，各滑动导轨6的纵向截面为不对称U型结构，U型结构的长边顶部与内腔壳体5固定连接，长边的内侧面设置滚珠61，U型结构的短边顶部设置有滚珠61，U型结构的滑动导轨6内底部形成排水槽62。如图6所示，内腔壳体5内设置有热处理装置12和监控装置11。具体的，平衡气接口1、内腔壳体5、滑动轨道6、滑动挡板7和密封件9组成的主干区组件，利用高压气体作为平衡水力压力的介质，在水下形成工作干区，还包括排水气接口2、外壳体4和支撑件8组成的主排气组件，利用排水气接口2通入高压高速气体，在装置外圈形成大范围气帘，阻止水体流向主工作干区；滑动挡板7中心位置开孔，与激光管路接口3通过密封螺纹连接，利用滑动导轨6实现单自由度方向上的往复运动，实现水下干区内的扫描式激光增材制造。在整个使用过程中，主工作干区和排水气路的位置不发生改变，即内腔壳体5、外壳体4所围区域的位置与加工工件的相对位置固定；仅激光管路接口3和滑动挡板7进行联合往复运动。主工作干区保护范围不仅包括激光管路接口3下方正在进行增材的工件材料，还包括扫描线路上其他已经完成或未到达的加工位置，以及用于安装热处理、监控设备的腔内空间。水下干区由内腔壳体5分割为两部分，分别通入高压气体进行排水；实现装置包括：由内腔壳体5、外壳体4夹层制造的向外侧倾斜的主排水气路；由内腔壳体5包围、利用平衡气形成的主工作干区，主工作干区内布置有滑动导轨6和滑动挡板7。滑动导轨6安装于内腔壳体5的顶部，以将滑动挡板7压紧在内腔壳体壁面S1上，与滑动挡板7的上表面S2形成滑动密封面，防止浸没于水中时水从内腔壳体5的上方矩形长孔处进入。扫描式加工过程通过激光管路接口3的移动带动滑动挡板7在滑动导轨6上运动实现。在内腔壳体5的内侧布有截面为矩形的密封槽，槽内安装密封条，以进行固定面S1和滑动面S2之间的密封；采用4个独立的密封槽和密封组件，其中两个与扫描方向垂直，另外两个与扫描方向及滑动导轨6平行。滑动导轨6的截面为不对称U型结构，较长的U型边顶部与内腔壳体5通过焊接装配，侧面用以对滑动挡板7进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置，其特征在于：包括内腔壳体，内腔壳体上设置有平衡气接口，在内腔壳体顶部设置长孔，在长孔内设置激光管路接口；内腔壳体内设置有一组滑动导轨，滑动导轨之间设置滑动挡板，激光管路接口与滑动挡板密封连接，滑动挡板与内腔壳体之间设置有密封件，激光管路接口上设置有管路固定装置。

【技术特征摘要】
1.一种用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置，其特征在于：包括内腔壳体，内腔壳体上设置有平衡气接口，在内腔壳体顶部设置长孔，在长孔内设置激光管路接口；内腔壳体内设置有一组滑动导轨，滑动导轨之间设置滑动挡板，激光管路接口与滑动挡板密封连接，滑动挡板与内腔壳体之间设置有密封件，激光管路接口上设置有管路固定装置。2.根据权利要求1所述的用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置，其特征在于：内腔壳体外侧设置有外壳体，内腔壳体上设置有穿出外壳体的平衡气接口，外壳体与内腔壳体之间形成主排水气路，外壳体上设置有向主排水气路内通气的排水气接口。3.根据权利要求2所述的用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置，其特征在于：在内腔壳体和外壳体之间设置支撑件。4.根据权利要求3所述的用于制造局部干区以进行水下扫描式激光增材制造的装置，其特征在于：支撑件为上表面倾斜设置的楔形部件，倾斜上表面位于上排水气接口下方。5.根据权利要求2所述的用于制造局部干区以...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪中华，严岩，孙桂芳，孙东科，赵古田，陈科，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32