本技术涉及一种薄壁空腔结构的水下干法增材修复与再制造装置及其方法,集成了增材修复、水下局部保护、加热和控制四大系统。增材修复系统配备熔覆机构、送料装置、能源设备和保护气容器;水下局部保护系统包括专用保护罩、排水和换气装置;加热系统由感应测量和加热装置组成;控制系统则涵盖温度和运动控制。该技术通过双层气体保护罩和移动式加热小车,有效排除水气和烟雾,确保水下修复环境的干燥和稳定,提升水下增材修复及再制造技术的实用性。
背景技术
随着海洋资源的不断开发,海底管道、石油平台、巡航舰船等海洋工程装备得到大力建设和发展,海洋资源开发已成为目前海洋经济发展的重要方向。然而,恶劣的海洋环境极易造成海洋工程装备的损坏。与路上结构相比,海洋水下结构除了受到正常的工作载荷之外,还要承受海水腐蚀、海洋流沙磨蚀、海洋生物冲撞以及风暴潮汐等引起的附加载荷作用,更容易出现表面缺损而失效。海洋设备的检修已成为当下海洋工程装备日常运行的重要内容。海洋特殊环境决定了海底修复存在更换周期长、修复困难、手段单一的缺点,复杂多样的海洋构件和装备对其故障修复提出了更高的要求,水下复杂工程装备的制造和维护已成为海洋工程及内陆水资源等开发的先决条件,加强开发适用于水下复杂工况的机器人修复系统成为目前海洋工程建设中亟待解决的关键技术。
相比于传统水下修复技术,水下局部干法增材修复技术是将修复部位周围局部范围内的水用人工方法排除,形成局部气室,焊弧或激光被保护在这个区域内。水下局部干法增材修复及再制造技术可实现复杂受损零部件的“自由成形”,遵循“合乎使用”原则,实现零件几何形状和使用性能的恢复。随着我国蓝色海洋战略的不断推进,作为海洋资源开发以及海洋国防的重要支撑技术,水下局部干法增材修复及再制造技术具有广泛的应用前景,尤其是应用于海底管道、船舱和潜艇壳体等薄壁空腔结构的维修技术。然而,水下环境干扰电弧引弧或激光光束传输,影响增材修复过程中的热传递和物质传递,极易形成气孔、表面氧化、裂纹等制造缺陷,是抑制水下修复技术发展的重要因素。因此,改善水下增材修复过程稳定性,提升成形质量及精度,满足实际水下工程的修复需求是亟待解决的重要难题。
实现思路