[發明專利]一種水下切割穿孔過程觀測方法及其裝置

有效

• 申請號: 202011358716.0
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112605495B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 杜永鵬;薛延華;陳曉強;朱小俊;王帥
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍潛艇學院
• 主分類號: B23K9/013
• 分類號: B23K9/013;B23K9/32
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 趙梅

1.一種水下切割穿孔過程觀測裝置，其特征在于：包括試驗水箱、割條、母材、支撐架、透明觀測窗、光學檢測裝置、干燥暗室、切割控制裝置、溫度場檢測裝置、數據處理器和視覺信息控制裝置；

所述割條位于母材上方，割條與切割控制裝置相連接，切割控制裝置與數據處理器相連接；所述母材與溫度場檢測裝置相連接，溫度場檢測裝置與數據處理器相連接；

所述支撐架呈倒扣花盆狀，頂部用于放置待切割母材，且頂部預留一開孔，開孔面積小于母材；所述支撐架底部無遮蓋，其余部位密封、遮光；

所述干燥暗室位于試驗水箱下方，緊貼于試驗水箱外壁、且僅與試驗水箱接觸一側為透明材料，其余外壁均由遮光材料構成，內嵌于試驗水箱底板處的透明觀測窗位于母材的正下方，透明觀測窗具有傾斜角度，以免濺落熔渣影響觀測效果，光學檢測裝置位于干燥暗室內，外部與數據處理器相連接，用于觀測切割過程；

所述溫度場檢測裝置為放置于母材穿孔周圍的一系列溫度傳感器，引弧開始時同步觸發溫度傳感器，記錄各個位置溫度的變化；所述割條為無電自蔓延割條或水下電氧割條；

穿孔過程發生前，所述支撐架、未被割透的母材和干燥暗室共同構成一黑暗環境。

2.一種水下切割穿孔過程觀測方法，其特征在于，利用權利要求1所述的水下切割穿孔過程觀測裝置進行，包括如下步驟：

步驟1、連接所述的水下切割穿孔過程觀測裝置的各部件；

步驟2、當操作人員通過數據處理器啟動切割控制裝置，割條引燃，切割過程開始，割條向母材移動，此時切割控制裝置同步啟動視覺信息控制裝置和溫度場檢測裝置，并開始計時；一旦穿孔過程發生瞬間，細微的弧光隨之穿透母材，此時干燥暗室中的視覺信息控制裝置通過檢測到弧光而判定穿孔過程發生；在進行視覺觀測同時，同步采集母材不同區域溫度值、電弧電信號信息，從中提取母材穿透時刻各類信息特征；

步驟3、達到預設的時間時，數據處理器關斷切割控制裝置，切割過程隨后將自行終止；再延長一段時間后，數據處理器關斷視覺信息控制裝置和溫度場檢測裝置，并采集相應的數據，進行分析。

3.根據權利要求2所述的水下切割穿孔過程觀測方法，其特征在于，利用所述的水下切割穿孔過程觀測裝置判定切割過程起始時刻和母材穿透時刻，并根據需要同步測量切割過程母材溫度場變化特征和電弧電信號變化規律。