申请/专利权人：华南理工大学

申请日：2020-07-21

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN111872556B

主分类号：B23K26/21

分类号：B23K26/21;B23K26/70;B23K26/122;B23K26/12;B23K26/03;F16J15/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2020.11.20#实质审查的生效;2020.11.03#公开

摘要：本发明提供了一种水下局部干法激光焊接系统及其焊接方法；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。本发明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。

主权项：1.一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；所述SiC激光焊接电源包括：用于实现电调谐激光输出的半导体激光器、用于为半导体激光器提供稳定低噪注入电流的功率模块，以及用于运行控制与监测的控制模块；所述功率模块与半导体激光器连接；控制模块与功率模块连接；所述功率模块包括依次连接的输入整流滤波电路、SiC高频逆变电路、变压器和输出整流滤波电路；其中，输入整流滤波电路与三相交流电连接，输出整流滤波电路与半导体激光器连接；所述控制模块包括主控模块、用于驱动SiC高频逆变电路的SiC超高频驱动模块、用于采集输出整流滤波电路输出端电流信号的电流采样模块、用于采集半导体激光器温度并根据半导体激光器温度进行升温或降温的温控模块和用于通信的通信模块；所述SiC超高频驱动模块、电流采样模块、温控模块和通信模块分别与主控模块信号连接；所述温控模块包括用于检测半导体激光器温度的桥式测温电路、差分放大电路、H桥电路、H桥驱动电路以及用于对半导体激光器进行升温或降温的半导体制冷器；所述桥式测温电路、差分放大电路与主控模块依次连接，以实现主控模块获取半导体激光器的温度值；半导体制冷器串联电感L1后并联在H桥电路的两桥臂中点；所述主控模块、H桥驱动电路和H桥电路依次连接，以实现主控模块根据半导体激光器的温度值驱动半导体制冷器工作；所述微型排水装置包括上下布设的上罩体和下罩体；所述焊接腔体是指上罩体和下罩体共同形成半封闭的焊接腔体；上罩体开设有与焊接腔体连通的焊接枪管道；焊接枪管道中设置有激光焊接枪；所述激光焊接头位于激光焊接枪上；下罩体在焊接腔体内壁处连接有用于紧贴待焊工件的密封圈；所述下罩体开设有用于焊接腔体与排水气装置连通的进气管；所述上罩体和下罩体之间可转动设置，使上罩体转动时下罩体保持不动从而使焊接腔体底部气相空间稳定；上罩体与下罩体之间连接有弹性连接结构；工作时，当上罩体出现转动时，下罩体通过密封圈由待焊工件定位而不转动，下罩体与上罩体之间发生相对转动使弹性连接结构出现弹性形变；在焊接完成后密封圈与待焊工件分离以解除下罩体定位，弹性连接结构弹性复位拉动下罩体转动，使下罩体与上罩体之间角度复位。

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