体导入排水罩9。电机13外部设有转速调节旋钮35，可通过不同的施工深度调节主动轮的转速36从而控制产气丝32的输送速度，进而增大或减小产气量。
[0029]所述气体匣20由送丝器21、转轴39、滑轨24、锥形突起42组成。气体匣20内部设有转轴39，产气丝32缠绕在两根转轴39上，产气丝32的一头穿过送丝器21，经由锥形突起42送往送丝装置。气体匣20的外侧设有滑轨24，用于将气体匣20固定在切割头100上。所述送丝器21由V形开关40和托架43组成，安装在气体匣20内部。送丝器21可在气体匣20表面滑动，将送丝器21推至气体匣20上方，通过按压V形开关40并向下拉动送丝器21，可将产气丝32向下拉动，使产气丝32从锥形突起42伸出，经送丝管37送至送丝装置14中的主动轮处36。
[0030]本发明提供的水下激光切割方法，该方法包括如下步骤:
[0031]利用受热易分解为气体的材料制成产气丝，产气丝安装在气体匣内，气体匣安装在切割头的一侧;在海底通过小功率激光器加热产气丝使其迅速分解产生大量气体，气体导入排水罩后向外喷出，形成具有空间的气体环境，此时打开激光器进行切割;该方法无需向深海输送空气的增压设备，节省了海上设备面积，也避免了向海底铺设输气管的麻烦。
[0032]具体实施例1
[0033]所述产气丝32可由C5H8N401:^C12H16N4018(或其它宜受热分解的可塑性物质)混合制成，其中C12H16N4O18S纤维状，受热分解为NO2、NO、CO、CO2、CH2O等气体，为产气丝的基体，产气丝产生气体的主要成分SC5H8N4O12，其受热分解方程式为C5H8N4O12 = 2C0+3C02+4H20+2N2—体积的产气丝32可在受热分解时产生^^一体积的气体，通过不断分解产气丝完全可以满足产生大量气体并将小范围内的海水排空的要求。
[0034]进行水下切割时，首先由潜水员携带切割头100下潜至所需切割深度，打开小功率激光器22，启动送丝器14，潜水员用过转速调节旋钮35调整产气丝32输送速度，激光102加热产气丝32使其分解产生大量气体，并将排水罩9内的海水排空，此时启动大功率激光器，激光光束101经光纤传输至切割头，激光光束101经凸透镜2聚焦后通过凹透镜7调整为平行光束，射出割嘴10外，此时潜水员通过横向握柄26和辅助把手30操作切割头100进行水下切割作业。潜水员可携带数个气体匣32，当一个气体匣32耗尽时可更换新的气体匣32继续切割工作。
【主权项】
1.一种水下激光切割装置，其特征在于，该装置包括切割头(100)、设置在该切割头(100)外表面的气体匣(20)、设置在气体匣(20)上方的小功率激光器(22)、设置在气体匣(20)下方的送丝装置(14)、设置在送丝装置(14)与切割头外表面之间的缓气腔(12); 所述切割头(100)包括端盖(1)、凸透镜(2)、光纤(3)、透镜架(4)、橡胶垫圈(5)、若干过渡部件(6)、凹透镜(7)、防爆透镜(8)、排水罩(9)、割嘴(10)、橡胶圈(11)、气体匣基座(16)、弹簧夹紧装置(17)、锁紧装置(25)、滑轨(38)、横向握柄(26)、辅助把手(30); 端盖(I)两个端部分别与过渡部件(6)连接，端盖(I)与过渡部件(6)构成一框架;在相对设置的两个过渡部件(6)之间安装两个透镜架(4)，凸透镜(2)和凹透镜(7)从上到下依次设置在透镜架(4)上;所述防爆透镜(8)通过过渡部件(6)及排水罩(9)固定在切割头(100)内部;排水罩(9)的内部设有割嘴(10)用于阻挡熔融杂质进入割嘴(10)与防爆透镜(8)之间； 排水罩(9)的下部设有橡胶圈(11)，用于与切割部件间形成接触，方便在切割部件表面形成排水区；切割头(100)的侧面还设有滑轨(38)、气体匣基座(16)和夹紧装置(17)，所述气体匣基座(16)的外部设有弹簧夹紧装置(17)，与气体匣(20)表面的凹槽(41)配合，用于卡紧气体匣(20);气体匣基座(16)配合滑轨(38)将气体匣(20)固定在切割头(100)的侧面；夹紧装置(25)用于固定小功率激光器(22);气体匣(20)下方设有送丝装置(14)用于将气体匣(20)中的产气丝(32)输送至小功率激光器(22)下方;排水罩(9)的侧面安装有缓气腔，缓气腔(12)通过输气管(29)与送丝装置(14)相连;切割头(100)的侧面还设有横向握柄(26)和辅助把手(30)，方面海底人员操作。2.根据权利要求1所述的水下激光切割装置，其特征在于，所述送丝装置14包括电机(13)、主动轮(36)、从动轮(45)、送丝座(32)、滚轮(34)、送丝管(37)、透镜(27)、外螺纹(44)组成； 送丝管(37)用于将产气丝(32)从气体匣(20)导入至主动轮(36)与从动轮(45)，电机(13)带动主动轮(36)，产气丝(32)通过主动轮(36)和从动轮(45)之间的摩擦力向前运输，送丝座(32)的作用在于保持产气丝(32)的水平位置防止其因重力弯;送丝座(32)上设有滚轮(34)用于固定产气丝(32)的运动方向；产气丝(32)不断向前运动，直至透镜(27)下方，小功率激光器(22)发射出的激光(102)通过透镜(27)作用于产气丝(32)使其受热分解产生大量气体，用于排出海水;送丝装置(14)的外螺纹(44)用于与缓气腔(12)的送气管(29)相连，方便气体导入排水罩(9);电机(13)外部设有转速调节旋钮(35)，通过不同的施工深度调节主动轮的转速(36)从而控制产气丝(32)的输送速度，进而增大或减小产气量。3.根据权利要求2所述的水下激光切割装置，其特征在于，所述气体匣(20)包括送丝器(21)、转轴(39)、滑轨(24)、锥形突起(42); 气体匣(20)内部设有转轴(39)，产气丝(32)缠绕在两根转轴(39)上，产气丝(32)的一头穿过送丝器(21)，经由锥形突起(42)送往送丝装置;气体匣(20)的外侧设有滑轨(24)，用于将气体匣(20)固定在切割头(100)上;所述送丝器(21)由V形开关(40)和托架(43)组成，安装在气体匣(20)内部；送丝器(21)在气体匣(20)表面滑动，将送丝器(21)推至气体匣(20)上方，通过按压V形开关(40)并向下拉动送丝器(21 )，将产气丝(32)向下拉动，使产气丝(32)从锥形突起(42)伸出，经送丝管(37)送至送丝装置(14)中的主动轮处(36)。4.一种水下激光切割方法，其特征在于:该方法包括如下步骤: 利用受热易分解为气体的材料制成产气丝，产气丝安装在气体匣内，气体匣安装在切割头的一侧;在海底通过小功率激光器加热产气丝使其迅速分解产生大量气体，气体导入排水罩后向外喷出，形成具有空间的气体环境，此时打开激光器进行切割。
【专利摘要】本发明公开了一种水下激光切割装置，该装置包括切割头(100)、设置在该切割头(100)外表面的气体匣(20)、设置在气体匣(20)上方的小功率激光器(22)、设置在气体匣(20)下方的送丝装置(14)、设置在送丝装置(14)与切割头外表面之间的缓气腔(12)；所述切割头(100)包括端盖(1)、凸透镜(2)、光纤(3)、透镜架(4)、橡胶垫圈(5)、若干过渡部件(6)、凹透镜(7)、防爆透镜(8)、排水罩(9)、割嘴(10)、橡胶圈(11)、气体匣基座(16)、弹簧夹紧装置(17)、锁紧装置(25)、滑轨(38)、横向握柄(26)、辅助把手(30)。本发明节省了水上工作空间，提供了效率。
【IPC分类】B23K26/122, B23K26/38
【公开号】CN105598592
【申请号】CN201610179839
【发明人】孙桂芳, 张永康, 卢轶, 李倩, 郇学东, 王占栋
【申请人】东南大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月25日