[發(fā)明專利]一種鋁合金電弧增材柔性氣體保護(hù)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810088125.2
• 申請(qǐng)日: 2018-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN108326454B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王愛民;王小龍;侯勁松;錢深研;李悅博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué);北京新立機(jī)械有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B23K26/70
• 分類號(hào): B23K26/70
• 代理公司: 北京市京大律師事務(wù)所 11321
• 代理人: 李光松

本發(fā)明公開了一種鋁合金電弧增材柔性氣體保護(hù)裝置，包括氣體保護(hù)室本體；支撐裝置，所述支撐裝置用于支撐所述氣體保護(hù)室本體；所述氣體保護(hù)室本體的上端設(shè)置有排氣管路；所述氣體保護(hù)室本體設(shè)置有檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置用于檢測(cè)所述氣體保護(hù)室本體內(nèi)的氧氣濃度、濕度或氬氣濃度中的一種或多種；執(zhí)行裝置，所述執(zhí)行裝置延伸進(jìn)入所述氣體保護(hù)室本體的一端包括焊槍，所述焊槍上設(shè)置有進(jìn)氣裝置，所述進(jìn)氣裝置用于輸入空氣和氬氣；所述執(zhí)行裝置與所述氣體保護(hù)室本體連接的位置設(shè)置有用于密封所述氣體保護(hù)室本體的柔性密封罩；所述執(zhí)行裝置可在所述氣體保護(hù)室本體內(nèi)沿預(yù)定方向移動(dòng)預(yù)定行程。本發(fā)明公開了一種鋁合金電弧增材柔性氣體保護(hù)方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及絲材電弧快速成形技術(shù)保護(hù)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種鋁合金電弧增材柔性氣體保護(hù)裝置及方法。

背景技術(shù)

鋁合金具有材料密度低、強(qiáng)度比高、塑性好、耐腐蝕性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛的應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。鋁合金電弧送絲增材制造技術(shù)是一種通過焊接原理，熔化鋁合金焊絲堆積成三維結(jié)構(gòu)形態(tài)的金屬結(jié)構(gòu)件的方法。相比于激光快速成型技術(shù)，電弧送絲增材制造技術(shù)具有成本低、成型效率高、成形組織致密等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于航空航天領(lǐng)域大型鋁合金結(jié)構(gòu)件的快速成形制造。但鋁合金具有嚴(yán)重的氧化和吸氣傾向，增材制造過程暴露在大氣環(huán)境下，熔池易融入氫元素而形成氣孔，成形表面也容易氧化，嚴(yán)重影響成形零件的性能。

為減小氣孔含量和表面氧化，需要對(duì)鋁合金電弧增材成形環(huán)境進(jìn)行保護(hù)控制，中國專利CN205414666U公開了一種鈦合金增材制造氣體保護(hù)裝置，能有效防止鈦合金增材制造過程中與空氣的接觸，同時(shí)能減小增材制造過程中熱量的積累。此專利的不足之處在于，有效成形體積小，不能滿足大型結(jié)構(gòu)件的需求；由于鋁合金比鈦合金對(duì)氫元素更敏感，此專利底座上進(jìn)氣口并不能對(duì)焊接區(qū)域起到特殊的保護(hù)作用，且很容易被大型基板覆蓋，無法有效避免組織宏觀氣孔的形成，因此該裝置并不適用于鋁合金結(jié)構(gòu)件的增材制造。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鋁合金電弧增材柔性氣體保護(hù)裝置，通過施焊前依次充入干燥氣體和高純氬氣，并對(duì)熔池及附近區(qū)域重點(diǎn)保護(hù)，可制備無宏觀氣孔的鋁合金零件，從而提高鋁合金電弧增材零件的性能。

本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種鋁合金電弧增材柔性氣體保護(hù)裝置，包括 氣體保護(hù)室本體；支撐裝置，所述支撐裝置用于支撐所述氣體保護(hù)室本體；所述氣體保護(hù)室本體的上端設(shè)置有排氣管路；所述氣體保護(hù)室本體設(shè)置有檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置用于檢測(cè)所述氣體保護(hù)室本體內(nèi)的氧氣濃度、濕度或氬氣濃度中的一種或多種；執(zhí)行裝置，所述執(zhí)行裝置延伸進(jìn)入所述氣體保護(hù)室本體的一端包括焊槍，所述焊槍上設(shè)置有進(jìn)氣裝置，所述進(jìn)氣裝置輸入水分含量不高于5ppmv的空氣,待保護(hù)室內(nèi)相對(duì)濕度為0-2%RH時(shí)停止充入空氣，改充入預(yù)定純度的氬氣，所述氬氣的純度不低于99.999%； 所述執(zhí)行裝置與所述氣體保護(hù)室本體連接的位置設(shè)置有用于密封所述氣體保護(hù)室本體的柔性密封罩；所述執(zhí)行裝置可在所述氣體保護(hù)室本體內(nèi)沿預(yù)定方向移動(dòng)預(yù)定行程。

進(jìn)一步地，所述柔性密封罩一端安裝在所述氣體保護(hù)室本體的一側(cè)，一端連接于所述執(zhí)行裝置上，所述柔性密封罩呈折疊結(jié)構(gòu)，可伸展或壓縮。

進(jìn)一步地，所述檢測(cè)裝置包括氧濃度傳感器、濕度傳感器或氬氣傳感器中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述預(yù)定行程為0.5m-2m。

進(jìn)一步地，所述柔性密封罩的內(nèi)側(cè)安裝有用于提高所述柔性密封罩剛度的彈性限位裝置。

進(jìn)一步地，所述彈性限位裝置包括安裝于所述執(zhí)行裝置上的彈性限位座及連接于所述彈性限位座一端的彈性限位繩，所述彈性限位繩的另一端連接所述氣體保護(hù)室本體。

進(jìn)一步地，所述執(zhí)行裝置為機(jī)械臂。

進(jìn)一步地，所述焊槍為MIG焊槍或TIG焊槍。