[实用新型]水下局部干法激光焊接系统

说明书

本实用新型提供了一种水下局部干法激光焊接系统，包括工控机、水下机器人、SiC激光焊接电源、激光焊接头、微型排水装置、排水气装置、保护气装置、水冷装置、内窥镜和全景摄像头；SiC激光焊接电源的输出端与激光焊接头连接；全景摄像头、激光焊接头和微型排水装置分别设置在水下机器人上；激光焊接头位于微型排水装置内，并与保护气装置连接；内窥镜位于微型排水装置的焊接腔体中；排水气装置与微型排水装置的焊接腔体连通。本实用新型可获取周围环境图像和焊接腔体内部图像，有利于实现焊接路径的精细化调节，提高焊接精准度和焊接质量，使焊接系统能更好地适应核电设备修复及其它水下焊接作业时的复杂工况。

技术领域

本实用新型涉及水下激光焊接技术领域，更具体地说，涉及一种水下局部干法激光焊接系统。

背景技术

核电站反应堆压力容器和乏燃料水池等容器设备长期服役于高辐射环境，易发生应力腐蚀、裂纹甚至破孔等问题，严重威胁核电站的安全运行。

核电设备焊接工作常在水下进行，存在可视性差、工作量大、操作难度高及高辐射等限制因素，因此用焊接机器人代替焊工可以更好地开展焊接修复工作。通过小型排水装置提供稳定气相空间的局部干法焊接兼具便捷性和稳定性，是机器人水下激光焊接修复的优选方法，但由于排水罩的封闭作用，目前的水下激光焊接设备的焊接状态获取较为困难，如中国实用新型专利《核电站水下焊接机器人及焊接系统》(公开号：CN207735741U)在机械臂上安装双目视觉摄像头以进行焊接前的位置获取和路径规划，但在焊接时排水罩覆盖焊接区域造成视线阻挡，因而无法实现焊接图像实时监测，不利于焊接质量的提高以及工艺影响因素的分析。

核电容器水下焊接修复工作，存在强水冷却、潜流扰动以及工件水膜湿润等不利因素，造成目前以电弧为热源的水下焊接技术出现明显的燃弧稳定性问题，并且由于在水下环境受较长回路线缆寄生电感的影响，电弧能量控制困难，无法保证核电设备容器的焊接修复质量。相比电弧，激光具备能量密度高、稳定性好、定位精准等优势，受水下环境不利因素干扰程度相对较小，是水下焊接的理想热源，然而目前的激光焊接电源存在驱动电流波动大、调节速度慢以及自监控能力不足等缺陷，如中国发明专利《升压激光焊接电源系统》(公开号：CN104242663B)采用Si基IGBT作为逆变功率器件，在焊接这类大功率应用场合其开关频率理论极限仅为20～30kHz，动特性不够理想，造成输出电流平稳性以及调节响应速度较差，相应的激光品质难以满足水下辐照环境的焊接需求。

实用新型内容

为克服现有技术中的缺点与不足，本实用新型的目的在于提供一种水下局部干法激光焊接系统；本实用新型可获取周围环境图像和焊接腔体内部图像，有利于实现焊接路径的精细化调节，提高焊接精准度和焊接质量，使焊接系统能更好地适应核电设备修复及其它水下焊接作业时的复杂工况。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种水下局部干法激光焊接系统，其特征在于：包括工控机、水下机器人、SiC激光焊接电源、激光焊接头、微型排水装置、排水气装置、保护气装置、水冷装置、内窥镜和全景摄像头；所述SiC激光焊接电源的输出端与激光焊接头连接；所述全景摄像头、激光焊接头和微型排水装置分别设置在水下机器人上；所述激光焊接头位于微型排水装置内，并与保护气装置连接；所述内窥镜位于微型排水装置的焊接腔体中，以获取获取焊接腔体内部图像；所述排水气装置与微型排水装置的焊接腔体连通；所述水下机器人、SiC激光焊接电源、排水气装置、保护气装置、水冷装置、内窥镜和全景摄像头分别与工控机连接。

本实用新型设有全景摄像头和内窥镜，可获取周围环境图像和焊接腔体内部图像，为焊接前路径规划、焊接时状态监测以及焊接后的质量分析提供可靠的信息源；有利于实现焊接路径的精细化调节，提高焊接精准度和焊接质量，使焊接系统能更好地适应核电设备修复及其它水下焊接作业时的复杂工况。