一种水下局部干法激光填丝焊接系统及方法技术方案

本公开提供了一种水下局部干法激光填丝焊接系统及方法，属于水下焊接技术领域，包括排水气罩、供气装置、送丝装置、激光焊接装置和控制系统，所述排水气罩设置在水下，覆盖在水下待焊接区域，所述控制系统分别与供气装置、送丝装置和激光焊接装置电连接；还包括水下驱动装置，所述排水气罩固定在水下驱动装置上，水下驱动装置与控制系统电连接。本公开在水下局部干法焊接完成后，利用激光光束对焊缝进行重熔处理，改善焊缝表面组织结构，优化焊缝成型性能，解决水环境下焊缝冷却速度加快、铺展不开、熔合性差、焊缝晶间腐蚀等问题，有效提升水下成形焊缝的质量，满足工程使用要求。满足工程使用要求。满足工程使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种水下局部干法激光填丝焊接系统及方法


[0001]本公开属于水下焊接
，尤其涉及一种水下局部干法激光填丝焊接方法及系统。

技术介绍

[0002]水下焊接已经被广泛用于制造和维护海上工程结构，如管道和核电站。近年来，海洋工业的快速发展进一步推动了水下焊接技术的应用。水下焊接一般分为干法焊接、湿法焊接和局部干法焊接。水下局部干法焊接主要是通过充气排水为水下激光焊接提供局部干区环境，采用激光能量将待焊区域金属熔化进行焊接，但焊缝熔池在水环境下容易出现冷却速度加快、铺展不开、熔合性差、焊缝晶间腐蚀等问题，无法满足对焊缝要求高的工程的使用要求。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的缺陷或不足，本公开提供了一种水下局部干法激光填丝焊接方法及系统，能够有效提升水下局部干法焊接的焊缝质量，满足工程使用要求。
[0004]为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
[0005]第一方面，本公开的实施例提供了一种水下局部干法激光填丝焊接系统，包括排水气罩、供气装置、送丝装置、激光焊接装置和控制系统，所述排水气罩设置在水下，覆盖在水下待焊接区域，所述控制系统分别与供气装置、送丝装置和激光焊接装置电连接；
[0006]还包括水下驱动装置，所述排水气罩固定在水下驱动装置上，水下驱动装置与控制系统电连接。
[0007]进一步地，所述供气装置通过供气管线与排水气罩相连，用于向排水气罩内通入保护气体。
[0008]进一步地，所述排水气罩内设置有送丝导管，所述送丝装置通过送丝管线与送丝导管相连。
[0009]进一步地，送丝导管与母材之间的角度为30
°
～60
°
。
[0010]进一步地，所述激光焊接装置包括激光器和水下焊接装置，激光器通过光纤与水下焊接装置相连。
[0011]进一步地，所述水下焊接装置的底端设置有激光焊接头，所述激光焊接头用于调整激光光束中心线与母材之间的夹角。
[0012]进一步地，激光光束中心线与母材之间的夹角为85
°
～95
°
。
[0013]进一步地，所述激光焊接装置上还设置有水冷管线，所述水冷管线用于对水下焊接装置进行冷却。
[0014]第二方面，本公开的实施例提供了一种水下局部干法激光填丝焊接方法，利用如上所述一种水下局部干法激光填丝焊接系统，包括以下步骤：
[0015]在水下焊接区域覆盖排水气罩，启动供气装置向排水气罩内充入保护气体，等待
排水气罩内的水排出形成局部干区；
[0016]启动送丝装置和激光焊接装置，通过送丝装置传送焊丝至待焊接表面，焊丝受到激光光束照射融化，在待焊接表面形成熔覆层；
[0017]水下驱动装置带动排水气罩沿焊缝移动，对焊缝进行熔覆焊接，在完成指定长度熔覆焊接后，关闭激光焊接装置并停止送丝，将水下焊接装置移动回焊接起始点；
[0018]开启激光焊接装置，利用激光光速照射已完成的焊缝，对焊缝进行重熔处理。
[0019]进一步地，在对焊缝进行重熔处理时，通过供气装置持续向排水气罩内充气排水，提供局部干式环境。
[0020]与现有技术相比，本公开的有益效果在于：
[0021]本公开在水下局部干法焊接完成后，利用激光光束对焊缝进行重熔处理，改善焊缝表面组织结构，优化焊缝成型性能，解决水环境下焊缝冷却速度加快、铺展不开、熔合性差、焊缝晶间腐蚀等问题，有效提升水下成形焊缝的质量，满足工程使用要求。
附图说明
[0022]图1为本公开实施例一中水下局部干法激光填丝焊接系统装置连接图；
[0023]图2为本公开实施例二中水下局部干法激光填丝焊接方法流程图；
[0024]其中，1、水下待焊接表面；2、激光光束；3、焊丝；4、送丝导管，5、保护气体，6、排水气罩，7、水下焊接装置，8、送丝管线，9、送丝装置，10、供气管线，11、供气装置，12、控制系统，13、激光器，14、光纤，15、水冷管线。
具体实施方式
[0025]下面结合附图与实施例对本公开进一步说明。
[0026]术语解释部分：本公开中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开的具体含义。
[0027]实施例一
[0028]本公开的一种典型的实施方式，如图1所示，一种水下局部干法激光填丝焊接系统，包括排水气罩6、供气装置11、送丝装置9、激光焊接装置和控制系统12，所述排水气罩6设置在水下，覆盖在水下待焊接区域，所述控制系统12分别与供气装置11、送丝装置9和激光焊接装置电连接，控制系统12可根据焊接工艺需求进行激光功率、焊丝进给速度、焊接行进速度及保护气体流量的调节。
[0029]所述供气装置11通过供气管线10与排水气罩6相连，用于向排水气罩6内通入保护气体5，供气装置11将气体由供气管线10输送至排水气罩6内部进行充气排水形成局部干区，排水完成后保护气体5充斥排水气罩6内部，对待焊接表面1形成有效气体保护，有效减少水中氢原子对于焊缝的影响，同时防止焊接过程产生氧化。
[0030]进一步地，所述保护气体5可以是纯氩气或纯氮气，也可以是氩气与氮气形成的混合气体。
[0031]所述排水气罩6内设置有送丝导管4，送丝导管4与母材之间的角度为30
°
～60
°
，所述送丝装置9通过送丝管线8与送丝导管4相连，用于将焊丝3传送至水下待焊接表面1。
[0032]进一步地，所述送丝装置9可采用水下送丝机，也可位于水上采用送丝管线并在水下配置辅助送丝马达进行远距离送丝。
[0033]所述激光焊接装置用于向待焊接表面1发射激光光束，融化焊丝3形成熔覆层。所述激光焊接装置包括激光器13和水下焊接装置7，激光器13通过光纤14与水下焊接装置7相连，所述水下焊接装置7固定在排水气罩6上，其底端位于排水气罩6内，所述水下焊接装置7的底端设置有激光焊接头，所述激光焊接头用于调整激光光束2中心线与母材之间的夹角。
[0034]进一步地，激光光束2中心线与母材之间的夹角为85
°
～95
°
。
[0035]所述激光焊接装置上还设置有水冷管线15，所述水冷管线15用于对水下焊接装置7进行冷却，水下焊接装置7将激光器13产生的激光光束2照射到待焊接表面1，位于带焊接表面1上的焊丝3受到激光光束2照射融化形成熔覆层。
[0036]所述水下局部干法激光填丝焊接系统还包括水下驱动装置，所述水下驱动装置与控制系统12电连接，水下驱动装置可驱动水下焊接装置7和排水气罩6沿焊缝移动。
[0037]具体的，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下局部干法激光填丝焊接系统，其特征在于，包括排水气罩、供气装置、送丝装置、激光焊接装置和控制系统，所述排水气罩设置在水下，覆盖在水下待焊接区域，所述控制系统分别与供气装置、送丝装置和激光焊接装置电连接；还包括水下驱动装置，所述排水气罩固定在水下驱动装置上，水下驱动装置与控制系统电连接。2.如权利要求1所述的一种水下局部干法激光填丝焊接系统，其特征在于，所述供气装置通过供气管线与排水气罩相连，用于向排水气罩内通入保护气体。3.如权利要求1所述的一种水下局部干法激光填丝焊接系统，其特征在于，所述排水气罩内设置有送丝导管，所述送丝装置通过送丝管线与送丝导管相连。4.如权利要求3所述的一种水下局部干法激光填丝焊接系统，其特征在于，送丝导管与母材之间的角度为30
°
～60
°
。5.如权利要求1所述的一种水下局部干法激光填丝焊接系统，其特征在于，所述激光焊接装置包括激光器和水下焊接装置，激光器通过光纤与水下焊接装置相连。6.如权利要求5所述的一种水下局部干法激光填丝焊接系统，其特征在于，所述水下焊接装置的底端设置有激光焊接头，所述激光焊接头用于调整激光光束中心线与母材之间的夹角。7.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓春，梅乐，邵长磊，沈光耀，黄然，贺小明，卞向南，翁志敏，张俊宝，徐道平，丛大志，黄祥明，陈祖盼，黄国军，申思行，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：