随着我国海洋强国战略的实施,水下湿法切割作为重要的水下作业手段,在水下结构构建和维护、水下搜救与打捞等方面将发挥更重要的作用,对其效率、质量、实用性等提出了更高要求。水下药芯割丝电弧切割作为一种高效、安全、设备简单的热切割方法,实现其自动化下的连续高效切割是对我国水下切割技术的一次革命。针对该切割方法中电弧切割机理不够明确,在由半自动化转为自动化的过程中存在切割参数窄、容易熄弧的问题,本项目以水下药芯割丝电弧切割机理、典型材料的切割工艺、无铅环保药芯割丝的研发、水下切割小车装备开发为研究内容,以水下切割过程的新型高速摄像观测为核心,对照陆地切割和水下切割过程的异同,系统研究水下切割过程电弧运动、熔滴过渡、割口成形、材料及工艺参数对切割过程的影响、有效的切割模式、切割材料开发、切割装备开发等关键科学技术问题,从机理、工艺、材料、装备等方面为水下切割过程自动化提供理论和技术支撑,最终达到全面提升我国水下湿法电弧切割水平的目的。
本项目中的水下焊割机器人是基于制造业自动化、智能化的趋势和互联网技术广泛应用的大环境,以乌克兰巴顿电焊研究所为技术合作对象,独立研制的用于海洋、河流等水下环境多种材料的焊接与切割水下自动化作业设备,产品技术已达国内领先水平。
产品可分为水上控制设备和水下作业设备两部分,通过地面工控机或PLC控制系统实现小车与其配套焊丝/割丝在水下的自动化焊接与切割,采用多传感技术,将电弧传感、视觉传感等信息进行采集,并对水下焊割过程进行时序控制、运动控制等,对焊割过程状态进行自动化控制,同时可以对采集到的数据直接进行时域、频域分析与处理,建立数据库。