[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及水下加工技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明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，本发明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：本发明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：