[发明专利]水下激光熔覆和水下激光-电弧复合焊接用双层排水装置

说明书

一种水下激光熔覆和激光‑电弧复合焊接的双层排水装置，涉及水下激光熔覆和激光‑电弧复合焊接领域，包括上端盖、内层排水筒、外层排水筒和排水密封垫，上端盖上设有焊接口，焊接口上设有玻璃板，外层排水筒、内层排水筒和上端盖围成外排水腔，内层排水筒和上端盖围成内排水腔，上端盖上呈圆形阵列有至少三个内排水腔进气口，外层排水筒上部周向均布至少三个外排水腔进气口；排水密封垫设在外层排水筒下端，排水密封垫上设有呈环形的柔性橡胶裙衬套；外层排水筒下部设有焊接辅助接头。本发明结构巧妙、使用方便、适应性强，可完成水下激光熔覆或水下激光‑电弧复合焊接工作，提高水下激光焊接工作效率和质量。

技术领域

本发明涉及水下激光熔覆和激光-电弧复合焊接领域，详细讲是一种结构简单、使用方便，通过简单置换即可实现双重功能的的水下激光熔覆和水下激光-电弧复合焊接用双层排水装置。

背景技术

我们知道，随着海洋油气资源的大规模开发利用，大量的海洋工程建设和维护需要先进的水下焊接技术作为支撑。另外，在核电修复领域，高辐射的水下环境也对水下焊接技术提出了更高的要求。与常规水下焊接方法相比，水下激光焊接具有受水压影响小，焊接材料广泛，热输入量低、冷却速度快、热影响区小以及残余应力低等特点。此外，激光束通过光学纤维可以很容易的被传输到待焊工件表面，具有操作灵活、可控制性强等优点，便于实现水下精密焊接修复。

对于一些服役时间超过30年的老旧核电站，由于长期在高温、高辐射的环境下工作，可能出现疲劳或应力腐蚀裂纹而造成核电站非计划运行中断。为了应对这种情况，西方发达国家开始尝试利用水下激光熔覆技术在水下组件表面形成一层耐腐蚀层，降低应力腐蚀裂纹的敏感性。对于激光-电弧复合焊接来说，一方面熔池上方因激光而产生的等离子体有利于维持电弧的稳定；另一方面电弧的介入降低了金属表面的反射率，从而提高了激光束的能量传输效率。激光与电弧的相互作用，可以产生1＋1＞2的效果，在增大焊接熔深，提高焊接速度的同时，还能够保证焊接过程的稳定性和焊接质量。水下激光-电弧复合焊接在大型海洋工程建设方面具有广阔的发展前景。然而，在水下激光焊接研究方面，尤其是水下激光熔覆和水下激光-电弧复合焊接基础装备方面的研究进展十分缓慢,尚未开发出相关的装备。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便，通过简单置换即可实现双重功能的水下激光熔覆和水下激光-电弧复合焊接用双层排水装置。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种水下激光熔覆和激光-电弧复合焊接的双层排水装置，其特征在于：包括上端盖、内层排水筒、外层排水筒和排水密封垫，上端盖上端面中部设有上下贯通的焊接口，焊接口上密封安装有玻璃板，内层排水筒套设在外层排水筒内，内层排水筒和外层排水筒上端与上端盖密封连接，外层排水筒、内层排水筒和上端盖围成外排水腔，内层排水筒和上端盖围成内排水腔，上端盖上呈圆形阵列有至少三个倾斜设置的内排水腔进气口，外层排水筒上部周向均布至少三个沿外层排水筒内侧壁切向设置的外排水腔进气口；所述的排水密封垫呈环状、密封安装在外层排水筒下端，排水密封垫上设有呈环形的柔性橡胶裙衬套；外层排水筒下部设有由外至内向下倾斜的焊接辅助接头。

本发明中所述的内排水腔进气口与水平方向呈60-80度角，外排水腔进气口（处的管路）与水平方向呈8-15度角。进气口角度的选取有利于内、外排水腔内部气体的稳定。

本发明中所述的所述外层排水筒的下端口所在的水平面低于内层排水筒下端口所处的水平面。

本发明中所述的柔性橡胶裙衬套呈喇叭状向下延伸出排水密封垫下端。

本发明中所述的玻璃板为增透玻璃板，增透玻璃板经增透玻璃架安装在上端盖的焊接口上，增透玻璃架与上端盖间设有密封环。所述增透玻璃架通过外螺纹安装在上端盖的焊接口处的内螺纹上。