НАСАДКА ДЛЯ ПОДВОДНОЙ СВАРКИ

Полезная модель относится к области сварки материалов под водой и может быть использована для подводных работ для сооружения буровых платформ и подводных трубопроводов, а также ремонта и обслуживания элементов АЭС (атомных электростанций).
Из существующего уровня техники известно устройство, в котором использованы нескольких газовых потоков для создания воздушной защитной зоны для подводной сварки. В устройстве применялись сопла, с лабиринтными уплотнениями, которые были способны создавать и поддерживать сухую рабочую зону с необходимым для рабочего процесса потоком газа (Habenicht, J. F. dos Santos, "Development of a nozzle for underwater laser beam weld," 1996 OMAE, Vol. III, Material Eng. ASME '96, 141-149 (1996)).
Недостатком данного технического решения является его сложность.
Известен аппарат для подводной лазерной обработки, включающий в себя насадку для подводной сварки (патент US 6555779 B1). Насадка для подводной сварки содержит камеру завесы, оптический канал для подвода лазерного излучения и сварочного газа и присоединенный к камере завесы трубопровод для подачи защитной среды завесы, при этом оптический канал для подвода лазерного излучения и сварочного газа установлен соосно с продольной осью камеры завесы.
Оптический канал для подвода лазерного излучения и сварочного газа фокусирует лазерный луч, генерируемый YAG лазерным источником в рабочую зону. Через оптический канал также подается сварочный газ.
Камера завесы создает кольцевой поток защитной среды и обеспечивает формирование сухой локальной зоны для проведения подводной сварки.
Однако конструкция известного устройства сложна и не обеспечивает оптимальные показатели защиты зоны сварки, так как не позволяет менять угол подачи защитной среды.
Техническим результатом данной полезной модели является упрощение конструкции и обеспечение стабильной локальной сухой зоны для проведения подводной сварки.
Для достижения указанного технического результата в известном устройстве, содержащем камеру завесы, оптический канал для подвода лазерного излучения и сварочного газа и присоединенный к камере завесы трубопровод для подачи защитной среды завесы, при этом оптический канал для подвода лазерного излучения и сварочного газа установлен соосно с продольной осью камеры завесы, предложено трубопровод для подачи защитной среды завесы присоединять к камере завесы тангенциально, при этом ось трубопровода для подачи защитной среды завесы расположена перпендикулярно оси камеры завесы и не пересекается с осью камеры завесы.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется примером ее реализации и чертежом, на котором показаны основные элементы насадки для подводной сварки и принцип работы (фиг. 1).
Насадка для подводной сварки содержит камеру завесы 1, оптический канал 2 для подвода лазерного излучения 3 и сварочного газа 4 и присоединенный к камере завесы 1 трубопровод 5 для подачи защитной среды завесы 6, оптический канал 2 для подвода лазерного излучения 3 и сварочного газа 4 установлен соосно с продольной осью 7 камеры завесы 1. Трубопровод 5 для подачи защитной среды завесы 6 присоединен к камере завесы 1 тангенциально при этом ось 8 трубопровода 5 для подачи защитной среды завесы 6 расположена перпендикулярно оси 7 камеры завесы 1 и не пересекается с осью 7 камеры завесы 1.
Устройство работает следующим образом.
Лазерное излучение 3 и сварочный газ 4 подаются и выходят через оптический канал 2. В процессе лазерной сварки сварочный газ 4 обеспечивает защиту сварного шва детали 9. Сварочный газ 4 выбирают в зависимости от вида обрабатываемого материала, например для металла, чаще всего применяют аргон. В качестве защитной среды завесы 6 используют воду. Защитную среду завесы (воду) 6 подают через трубопровод 5 в камеру завесы 1, формируя ее спиралеобразное движение 10 за счет тангенциального ввода в камеру завесы 1 и за счет последующего движения в полости, образованной наружной поверхностью оптического канала 2 для подвода лазерного излучения 3 и сварочного газа 4 и внутренней цилиндрической поверхностью камеры завесы 1.
На выходе из насадки для подводной сварки струя защитной среды завесы 6 образует в окружающей водной среде 11 конусообразную сухую локальную зону 12 для осуществления лазерной сварки, причем за счет изменения расхода защитной среды завесы 6 изменяют угол подачи защитной среды завесы 6 в пределах угла α от 20° до 55° (фиг. 1) и тем самым обеспечивают оптимальные условия для лазерной сварки, увеличивая диаметр зоны локальной защиты 12 до 30% по сравнению с прототипом и минимизируя динамическую нестабильность потока защитной среды завесы 6.