CN109014576B - 一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，包括焊接系统，还包括高压气体控制系统、全封闭水箱(1)，以及设于全封闭水箱(1)底部的可移动焊接工作台(11)；所述全封闭水箱(1)包括箱体上端盖板(25)、箱体下端盖板(32)、以及侧板；所述高压气体控制系统与所述全封闭水箱(1)一起形成高压环境和稳定的局部干燥空间，实现固定于所述可移动焊接工作台(11)带上的待焊件(24)高压水下激光焊接。本发明还公开了一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接方法，操作方便，通过模拟真实的深水环境可安全稳定的获得质量较高的焊缝。

Description

一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统及方法

技术领域

本发明属于水下激光焊接成套设备技术领域，更具体地，涉及一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统及方法。

背景技术

随着人类对海洋的认识不断加深，富饶的海洋资源吸引着人类走向更深、更广的海洋领域，并建设了越来越多的海上基础设施。海上基础设施的建立和维护离不开水下焊接技术的进步与完善。水下激光焊接作为一种新型的自动化生产工艺，具有热输入大、冷却速率快等优点。在水下矿产开发、海底油气管道、大型设备、甚至绿色核电设施的建设与维修等领域具有广阔的应用前景。此外，近年来高功率光纤激光技术快速发展，激光器的焊接功率大幅度提高，激光器越来越小型化，并且可通过光纤进行长距离高精度传输，使水下激光焊接技术的应用前景更加光明。

目前，水下激光焊接在浅水(100米)环境下已得到部分应用，而在深水(100-2500米)环境下的应用较少。这是由于深水环境具有高压力、大湿度、低温度以及复杂水生物环境等特点，导致激光焊接过程的蒸发、冶金等过程也会随之发生重大变化。例如，在较高压力作用下，材料沸点随着压力的增大而提高，影响水-激光-母材相互作用机制，并且焊接保护气气泡体积因受到压力而减小，会导致焊缝金属气孔等缺陷倾向增加；在大湿度环境中，水电离出来的氢和氧使合金元素烧蚀严重；较低的水温会导致焊缝快速冷却，极易形成脆硬组织，大大影响焊接质量。因此，开展深水环境下的激光焊接技术的研究十分重要。同时，在真实深海环境下进行工艺实验研究成本极高，使得开发陆地上的模拟深水焊接装置具有重要的作用和意义。

现有的水下激光焊接模拟装置通常是在浅水环境下进行。例如，公告号为CN107914085A的发明专利，公开了“一种模拟浅水环境的水下激光焊接装置”，此种方式忽略了水深增加会导致材料的沸点提高，从而会显著影响到激光与物质的相互作用过程。这种不可忽视的变化对焊接特征，比如焊缝形貌、缺陷、组织、焊接过程等均会产生明显的影响。因此，目前的浅水下的模拟装置无法用于研究深水环境的激光焊接工艺工程。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，采用包括箱体上端盖板、箱体下端盖板、侧面观测板以及其他侧板的全封闭水箱，并通过全封闭水箱上的进气管和排气管将焊接保护气气瓶、空气压缩机、气体流量计、截止阀、精密排气阀、针型阀和减压阀连接起来，达到所需的高压环境和稳定的局部干燥空间，再采用光纤激光器、激光头、转接板以及焊接机器人组成的焊接系统，将水箱内设置于可移动焊接工作台上的待焊接件实现高压水下激光焊接。本发明的激光焊接系统在使用过程中能够模拟真实的深水环境，通过往全封闭水箱内通入高压气体以此达到我们所需要的压力值。并在排水罩内通入保护气，使待焊工件上快速形成一个稳定的局部干燥空间，从而获得质量较高的焊缝。

按照本发明的一个方面，提供一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，包括焊接系统，其特征在于，还包括高压气体控制系统、全封闭水箱(1)，以及设于所述全封闭水箱(1)底部的可移动焊接工作台(11)；其中，

所述焊接系统包括光纤激光器(7)、通过光纤(4)与其相连的激光头，以及与所述激光头上的转接板连接的焊接机器人；

所述全封闭水箱包括箱体上端盖板、箱体下端盖板、以及侧板，所述侧板两端分别嵌入所述箱体上端盖板和所述箱体下端盖板的上设置的连接槽上，并通过螺栓与其紧密连接；

所述高压气体控制系统包括与所述全封闭水箱上的箱体上端盖板固定连接的排水罩，通过进气管与进气孔连接的空气压缩机，通过进气管与所述排水罩连接的焊接保护气气瓶，以及通过排气管与所述排水罩连接的精密排气阀，还包括通过排气管与排气孔连接的针型阀；所述高压气体控制系统与所述全封闭水箱一起形成高压环境和稳定的局部干燥空间，实现固定于所述可移动焊接工作台上的待焊件高压水下激光焊接。

进一步地，所述可移动焊接工作台设于与所述箱体下端盖板连接的移动导轨上，其一端通过推杆与所述全封闭水箱外的动力装置连接，并由密封垫进行密封处理。

进一步地，所述移动导轨上设有导轨连接件，所述导轨连接件与所述可移动焊接工作台通过螺栓连接。

进一步地，所述可移动焊接工作台设有待焊工件夹具，所述待焊工件夹具包括调节螺栓以及几排相互平行的长条形待焊件压板。

进一步地，所述箱体下端盖板上设有排水孔，所述排水孔上设有密封盖。

进一步地，所述箱体上端盖板上设有上下贯通的激光透射孔和熔池观测孔以及水箱吊环。

进一步地，所述全封闭水箱通过第一螺纹孔和第二螺纹孔与箱底固定板连接；所述箱底固定板通过U型槽与箱体盛放台用螺栓进行固定。

进一步地，所述侧板包括侧面观测板，所述侧面观测板上设有贯通的高速摄像机观测孔，并在所述侧面观测板的内侧设有树脂玻璃板和密封垫。

进一步地，全封闭水箱外设置高速摄像机。

按照本发明的另一方面，提供一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接方法，运用所述的一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统实现，包括如下步骤：

S1：操作人员首先将安装好的所述全封闭水箱与箱底固定板连接，并通过螺栓将箱体固定在箱体盛放台上面，其次将动力装置的推杆和所述可移动焊接工作台连接起来，并进行调试；然后将打磨干净的所述待焊件通过长条形待焊件压板和调节螺栓固定到所述可移动焊接工作台上，并往水箱内注入一定量的水，使水没过待焊工件，从而得到所需要的水深；然后将所述排水罩和石英玻璃固定在所述箱体上端盖板上，并通过螺栓和密封垫与侧板进行封闭连接，形成全封闭的状态；

S2：通过进气管和排气管将所述焊接保护气气瓶、空气压缩机、气体流量计、截止阀、精密排气阀、针型阀以及减压阀连接起来，然后打开所述空气压缩机，往所述全封闭水箱内通入高压气体，并通过调整所述气体流量计、截止阀获得额定的高压空气气流，达到所需的水下高压环境；

S3：等到箱内的气压处于所需的稳定气压后关闭所述截止阀，并打开所述焊接保护气气瓶，使得保护气体进入到所述排水罩里，从而以大于空气压缩机往全封闭水箱通入的高压气体的压力将所述待焊件表面的水排开，同时，打开所述精密排气阀和所述针型阀，以保证箱内气压不会过大而是处于一个稳定的状态；然后打开所述光纤激光器，并按照预先制订好的试验方案进行高压水下焊接；

S4：在所述焊接机器人的辅助下，将已与所述光纤激光器连接好的所述激光头置于所述激光透射孔上方，保持所述激光头和所述待焊件的焊缝处于同一垂直线上；

S5：打开所述光纤激光器，调整好实验参数，并按照预先设定的方案完成焊接，并用高速摄像机全程监控母材焊缝的形成过程，使之跟随所述可移动焊接工作台移动，然后把所测得的数据传送到计算机上，将整个焊接过程呈现出来，并存储记录；

S6：焊接工作完成后，关闭所述光纤激光器，通过所述空气压缩机和所述精密排气阀，将所述全封闭水箱内的高压气体慢慢释放，待所述全封闭水箱内气压等于大气压时，打开排水孔将水排光；最后打开所述箱体上端盖板取出所焊好的工件。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，采用包括箱体上端盖板、箱体下端盖板、侧面观测板以及其他侧板的全封闭水箱，并通过全封闭水箱上的进气管和排气管将焊接保护气气瓶、空气压缩机、气体流量计、截止阀、精密排气阀、针型阀和减压阀连接起来，达到所需的高压环境和稳定的局部干燥空间，再采用光纤激光器、激光头、转接板以及焊接机器人组成的焊接系统，将水箱内设置于可移动焊接工作台上的待焊接件实现高压水下激光焊接。本发明的激光焊接系统在使用过程中能够模拟真实的深水环境，通过往全封闭水箱内通入高压气体以此达到我们所需要的压力值。并在排水罩内通入保护气，使待焊工件上快速形成一个稳定的局部干燥空间，从而获得质量较高的焊缝。

(2)本发明的模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，可移动焊接工作台设在全封闭水箱内，通过推杆与全封闭水箱外的动力装置连接，并由密封垫进行密封处理，动力装置为气缸或者其他。可移动焊接工作台的设计相比较其他的固定焊接工作平台，本发明激光器固定，通过可移动焊接工作台来实现与激光头的相对移动，从而进行焊接，可避免焊接接头与全封闭水箱的干涉，影响水箱的密封性，并且高速摄像机观测孔与可移动焊接工作台始终保持在同一中轴线上，高速摄像机与可移动焊接工作台实现同步运动，更为方便的记录焊接过程。

(3)本发明的模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，可移动焊接工作台的台面上设有待焊工件夹具，包括长条形待焊件压板以及调节螺栓，通过调节螺栓将待焊件固定在可移动焊接工作台上，使待焊件与可移动焊接工作台处于相对静止的状态，提高焊接的准确性，并且调节螺栓可在调节通孔内自由滑动，以此能够满足不同尺寸大小的待焊工件的要求。

(4)本发明的模拟深水环境的局部干法水下激光焊接方法，先将焊接系统安装完成后，通过空气压缩机实现全封闭装置内的高压环境并通过调节额定的高压空气气流，再打开焊接保护气气瓶，保护气体进入到排水罩里，以较大压力保证形成一个稳定的局部干燥空间，然后打开光纤激光器，焊接机器人的辅助下进行高压水下焊接，并且打开高速摄像机，使之跟随焊接平台移动，并记录数据。该方法具操作方便、可安全稳定的实现模拟深水环境的水下激光焊接。

附图说明

图1是本发明实施例一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统涉及的使用整体结构示意图；

图2是本发明实施例一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统涉及的可移动焊接工作台俯视示意图；

图3是本发明实施例一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统涉及的密闭水箱上端盖俯视示意图；

图4是本发明实施例一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统涉及的密闭水箱下端盖俯视示意图；

图5是本发明实施例一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统涉及的箱底固定板俯视示意图；

图6是本发明实施例一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统涉及的侧面观测板俯视示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-全封闭水箱、2-减压阀、3-激光头、4-光纤、5-精密排气阀、6-针型阀、7-光纤激光器、8-焊接机器人、9-箱体盛放台、10-排水罩、11-可移动焊接工作台、12-导轨连接件、13-箱底固定板、14-动力装置、15-空气压缩机、16-焊接保护气气瓶、17-气体流量计、18-截止阀、19-移动导轨、20-调节螺栓、21-长条形待焊件压板、22-密封垫、23-推杆、24-待焊件、25-箱体上端盖板、26-激光透射板、27-激光透射孔、28-排气孔、29-水箱吊环、30-熔池观测孔、31-进气孔、32-箱体下端盖板、33-连接槽、34-排水孔、35-U型槽、36-第一螺纹孔、37-第二螺纹孔、38-侧面观测板、39-高速摄像机观测孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本发明实施例一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统涉及的使用整体结构示意图，如图1所示，一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统包括：全封闭水箱1、减压阀2、激光头3、光纤4、精密排气阀5、针型阀6、光纤激光器7、焊接机器人8、箱体盛放台9、排水罩10、可移动焊接工作台11、导轨连接件12、箱底固定板13、动力装置14、空气压缩机15、焊接保护气气瓶16、气体流量计17以及截止阀18。其中，光纤激光器7经光纤4与激光头3相连，激光头3上安装了转接板，进一步并与焊接机器人8连接，激光头3与下方的排水罩10连接，并且排水罩10伸入全封闭水箱1内。图3是本发明实施例涉及的密闭水箱上端盖俯视示意图，图4为本发明实施例涉及的密闭水箱下端盖俯视示意图，图6是本发明实施例涉及的侧面观测板俯视示意图将图3、图4以及图6与图1结合起来可知，全封闭水箱1包括箱体上端盖板25、箱体下端盖板32和侧面观测板38以及其他侧板。箱体上端盖板25同箱体下端盖板32均设有连接槽33，连接槽33上设有沉孔，全封闭水箱1的侧面观测板38以及其他侧板，其上下两端分别嵌入箱体上端盖板25和箱体下端盖板32的连接槽33，并通过螺栓紧密连接。进一步地，如图1和图3所示，排水罩10通过外螺纹与全封闭水箱1上的箱体上端盖板25的内螺纹连接，从而固定在上端盖内壁上；排水罩10的一侧通过进气管与焊接保护气气瓶16连接，排水罩10的另一侧通过排气管与精密排气阀5连接，保护气体可为N₂或者Ar，由于排水罩10的存在，保护气体在局部会形成较大的气压，从而会把可移动焊接工作台11上待焊件表面的水给排开，形成一个局部干燥的空间。

进一步地，箱体上端盖25左右分别对称设有两个进气孔31和两个排气孔28，其中进气孔31通过进气管与空气压缩机15的出气端相连接，并在进气管上设有气体流量计17和截止阀18，其中截止阀18可以打开或者关闭，控制高压气流的流通，让高压气体可以更加均匀地进入全封闭水箱1内，使得形成的压水层更为稳定，从而在密闭箱体内形成可以模拟深水的高压环境；排气孔28通过排气管分别与精密排气阀5和针型阀6连接，保证箱体内部处于动态平衡，使得气压为我们所需的压力值。箱体上端盖板25上设有至少一个减压阀2，以防止某一管道发生堵塞。

进一步地，如图3所示，箱体上端盖25上设有上下贯通的激光透射孔27和熔池观测孔30，以及四个阵列的水箱吊环29；熔池观测孔30下面通过螺栓密封安装有树脂玻璃板，激光透射孔27上安装有15mm厚的石英玻璃，并通过激光透射板26进行密封处理。

进一步地，如图4所示，箱体下端盖板32上设有排水孔34，排水孔34上设有密封盖；箱体下端盖板上32通过螺纹连接安装有移动导轨19，移动导轨19上设有带内螺纹的导轨连接件12，并与可移动焊接工作台11通过螺栓连接。

优选地，全封闭水箱1侧板上设有刻度尺，可根据实验要求注入相应的水量。

图2是本发明实施例一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统涉及的可移动焊接工作台俯视示意图，结合图4，可移动焊接工作台11设在全封闭水箱1内，通过推杆23与水箱外的动力装置14连接，并由密封垫22进行密封处理；可移动焊接工作台11的台面上设有待焊工件夹具，包括：长条形待焊件压板21以及调节螺栓20。可移动焊接工作台11的台面上设置的几排相互平行的长条形待焊件压板21，并通过调节螺栓20将待焊件24固定在可移动焊接工作台11上，使待焊件24与可移动焊接工作台11处于相对静止的状态。调节螺栓20可在调节通孔内自由滑动，以满足不同尺寸大小的待焊工件的要求。

图5是本发明实施例一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统涉及的箱底固定板俯视示意图，结合图1，全封闭水箱1底部通过第一螺纹孔36和第二螺纹孔37与箱底固定板13连接，箱底固定板13再通过U型槽35与箱体盛放台9用螺栓进行固定。优选的，所述箱体盛放台9高度为80cm，方便焊接完成后工作人员进行取件。

图6是本发明实施例一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统涉及的侧面观测板俯视示意图，侧面观测板38上设有贯通的高速摄像机观测孔39，并在侧面观测板38的内侧设有树脂玻璃板和密封垫，使箱体始终处于密闭状态。高速摄像机置于水箱外，并调节其位置，使得拍摄中心可以通过高速摄像机观测孔39与焊接工作平台始终保持在同一中轴线上，全程监控母材焊缝的形成过程，然后把所测得的数据传送到到计算机上，将整个焊接过程呈现出来，并存储记录。

一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，其焊接方法包括如下步骤：

S1：操作人员首先将组装好的全封闭水箱1与箱底固定板13连接，并通过螺栓将箱体固定在箱体盛放台9上面，其次将动力装置14的推杆23和可移动焊接工作台11连接起来，所述动力装置14可为气缸等，并进行调试，使得工作台面处于初始焊接位置，然后将打磨干净了的待焊件24通过长条形待焊件压板21和调节螺栓20固定到可移动焊接工作台11上，并往水箱内注入一定量的水，使水没过待焊工件，从而得到所需要的水深，然后将排水罩和石英玻璃等固定在箱体上端盖板25上，并通过螺栓和密封垫与侧板进行封闭连接；

S2：通过进气管和排气管将焊接保护气气瓶16、空气压缩机15、气体流量计17、截止阀18、精密排气阀5、针型阀6以及减压阀2连接起来，然后打开空气压缩机15，往全封闭水箱1内通入高压气体，并通过调整气体流量计17、截止阀18获得额定的高压空气气流，从而达到我们所需的水下高压环境；

S3：等到箱内的气压处于我们所需的稳定气压后，关闭截止阀18，并打开焊接保护气气瓶16，使得保护气体进入到排水罩里，从而以较大压力将待焊件24表面的水排开，持续时间为15s,保证形成一个稳定的局部干燥空间，同时，打开精密排气阀5和针型阀6，以保证箱内气压不会过大而是处于一个稳定的状态，然后打开光纤激光器7，并按照预先制订好的试验方案进行高压水下焊接；

S4：在焊接机器人8的辅助下，将已与光纤激光器7连接好的激光头3置于激光透射孔27上方，保持激光头3和待焊件24的焊缝处于同一垂直线上；

S5：打开光纤激光器7，调整好实验参数，并按照预先设定的方案完成焊接，并用高速摄像机全程监控母材焊缝的形成过程，使之跟随焊接平台移动，然后把所测得的数据传送到到计算机上，将整个焊接过程呈现出来，并存储记录；

S6：焊接工作完成后，关闭光纤激光器7，通过空气压缩机15和精密排气阀5，将全封闭水箱1内的高压气体慢慢释放，待全封闭水箱1内气压等于大气压时，打开排水孔34将水排光；最后打开所述全封闭水箱1的箱体上端盖板25取出所焊好的工件。

本发明提供的水下激光焊接装置，通过往全封闭水箱内通入高压气体，可以在使用过程中能够模拟真实的深水压力环境，并往排水罩内通入保护气体，在待焊工件上方表面能够形成稳定的局部干燥空间，从而获得质量较高的焊缝。此外，可移动平台的设计可避免焊接接头与水箱的干涉，并通过高速摄像机与移动平台的同步运动更为方便的记录焊接过程，并将数据实时传输到计算机上。本发明具有结构简单、操作方便、可安全稳定的实现模拟深水环境水下激光焊接的有益效果。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，包括焊接系统，其特征在于，还包括高压气体控制系统、全封闭水箱(1)，以及设于所述全封闭水箱(1)底部的可移动焊接工作台(11)；其中，

所述焊接系统包括光纤激光器(7)、通过光纤(4)与其相连的激光头(3)，以及与所述激光头(3)上的转接板连接的焊接机器人(8)；

所述全封闭水箱(1)包括箱体上端盖板(25)、箱体下端盖板(32)、以及侧板，所述侧板两端分别嵌入所述箱体上端盖板(25)和所述箱体下端盖板(32)的上设置的连接槽(33)上，并通过螺栓与其紧密连接；所述箱体上端盖板(25)上设有上下贯通的激光透射孔(27)；

所述高压气体控制系统包括与所述全封闭水箱(1)上的箱体上端盖板(25)固定连接的排水罩(10)，通过进气管与进气孔(31)连接的空气压缩机(15)，通过进气管与所述排水罩(10)连接的焊接保护气气瓶(16)，以及通过排气管与所述排水罩(10)连接的精密排气阀(5)，还包括通过排气管与排气孔(28)连接的针型阀(6)；所述高压气体控制系统与所述全封闭水箱(1)一起形成高压环境和稳定的局部干燥空间，实现固定于所述可移动焊接工作台(11)上的待焊件(24)高压水下激光焊接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，其特征在于，所述可移动焊接工作台(11)设于与所述箱体下端盖板(32)连接的移动导轨(19)上，其一端通过推杆(23)与所述全封闭水箱(1)外的动力装置(14)连接，并由密封垫(22)进行密封处理。

3.根据权利要求2所述的一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，其特征在于，所述移动导轨(19)上设有导轨连接件(12)，所述导轨连接件(12)与所述可移动焊接工作台(11)通过螺栓连接。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，其特征在于，所述可移动焊接工作台(11)设有待焊工件夹具，所述待焊工件夹具包括调节螺栓(20)以及几排相互平行的长条形待焊件压板(21)。

5.根据权利要求4所述的一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，其特征在于，所述箱体下端盖板(32)上设有排水孔(34)，所述排水孔(34)上设有密封盖。

6.根据权利要求1、2或5任一项所述的一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，其特征在于，所述箱体上端盖板(25)上设有上下贯通的熔池观测孔(30)和水箱吊环(29)。

7.根据权利要求6所述的一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，其特征在于，所述全封闭水箱(1)通过第一螺纹孔(36)和第二螺纹孔(37)与箱底固定板(13)连接；所述箱底固定板(13)通过U型槽(35)与箱体盛放台(9)用螺栓进行固定。

8.根据权利要求1、2或7任一项所述的一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，其特征在于，所述侧板包括侧面观测板(38)，所述侧面观测板(38)上设有贯通的高速摄像机观测孔(39)，并在所述侧面观测板(38)的内侧设有树脂玻璃板和密封垫。

9.根据权利要求8所述的一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统，其特征在于，全封闭水箱(1)外设置高速摄像机。

10.一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接方法，运用如权利要求1～9任一项所述的一种模拟深水环境的局部干法水下激光焊接系统实现，其特征在于，包括如下步骤：

S1：操作人员首先将安装好的所述全封闭水箱(1)与箱底固定板(13)连接，并通过螺栓将箱体固定在箱体盛放台(9)上面，其次将动力装置(14)的推杆(23)和所述可移动焊接工作台(11)连接起来，并进行调试；然后将打磨干净的所述待焊件(24)通过长条形待焊件压板(21)和调节螺栓(20)固定到所述可移动焊接工作台(11)上，并往水箱内注入一定量的水，使水没过待焊工件，从而得到所需要的水深；然后将所述排水罩(10)和石英玻璃固定在所述箱体上端盖板(25)上，并通过螺栓和密封垫与侧板进行封闭连接，形成全封闭的状态；

S2：通过进气管和排气管将所述焊接保护气气瓶(16)、空气压缩机(15)、气体流量计(17)、截止阀(18)、精密排气阀(5)、针型阀(6)以及减压阀(2)连接起来，然后打开所述空气压缩机(15)，往所述全封闭水箱(1)内通入高压气体，并通过调整所述气体流量计(17)、截止阀(18)获得额定的高压空气气流，达到所需的水下高压环境；

S3：等到箱内的气压处于所需的稳定气压后关闭所述截止阀(18)，并打开所述焊接保护气气瓶(16)，使得保护气体进入到所述排水罩(10)里，从而以大于空气压缩机往全封闭水箱通入的高压气体的压力将所述待焊件(24)表面的水排开，同时，打开所述精密排气阀(5)和所述针型阀(6)，以保证箱内气压不会过大而是处于一个稳定的状态；然后打开所述光纤激光器(7)，并按照预先制订好的试验方案进行高压水下焊接；

S4：在所述焊接机器人(8)的辅助下，将已与所述光纤激光器(7)连接好的所述激光头(3)置于所述激光透射孔(27)上方，保持所述激光头(3)和所述待焊件(24)的焊缝处于同一垂直线上；

S5：打开所述光纤激光器(7)，调整好实验参数，并按照预先设定的方案完成焊接，并用高速摄像机全程监控母材焊缝的形成过程，使之跟随所述可移动焊接工作台(11)移动，然后把所测得的数据传送到计算机上，将整个焊接过程呈现出来，并存储记录；

S6：焊接工作完成后，关闭所述光纤激光器(7)，通过所述空气压缩机(15)和所述精密排气阀(5)，将所述全封闭水箱(1)内的高压气体慢慢释放，待所述全封闭水箱(1)内气压等于大气压时，打开排水孔(34)将水排光；最后打开所述箱体上端盖板(25)取出所焊好的工件。

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