[發明專利]一種送料方向可調的電弧增材裝置及方法

有效

• 申請號: 201810837257.0
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN108971806B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 高明;龔夢成;曾曉雁
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K9/04;B23K9/167;B23K9/133
• 代理公司: 42201 華中科技大學專利中心
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

1.一種送料方向可調的電弧增材裝置，其特征在于，包括環向調節機構、送絲機構（3）和焊槍（1），其中：

所述環向調節機構包括環形導軌（2）以及與環形導軌（2）滑動配合的三維調節機構（8），該三維調節機構（8）上設有用于將焊絲導出的導絲嘴（9），該三維調節機構（8）和導絲嘴（9）構成的整體可沿環形導軌（2）做360°旋轉，以此使得由導絲嘴（9）送出的焊絲在水平面內以焊槍電極為中心做360°自由旋轉，進而調節焊絲的出絲方向，使焊絲始終與增材沉積路徑相切；

所述送絲機構（3）安裝在所述環形導軌（2）上，其用于向所述導絲嘴（9）供給焊絲；所述焊槍（1）設于所述環形導軌（2）的下方，并與環形導軌（2）同軸設置，同時該焊槍（1）還位于由導絲嘴（9）導出的焊絲的正上方，以此通過焊槍（1）產生的電弧熔化焊絲，實現電弧增材制造。

2.如權利要求1所述的送料方向可調的電弧增材裝置，其特征在于，所述三維調節機構包括X向調節機構、Y向調節機構和Z向調節機構，用于調節焊絲與焊槍之間的相對位置。

3.如權利要求1所述的送料方向可調的電弧增材裝置，其特征在于，所述環形導軌（2）連接有行走機構（5），通過該行走機構（5）實現環形導軌（2）以及環形導軌（2）下方焊槍（1）的運動。

4.如權利要求1-3任一項所述的送料方向可調的電弧增材裝置，其特征在于，所述電弧增材裝置還包括用于放置基板（10）的工作臺（4），該基板（10）位于絲材的下方作為電弧增材制造的沉積基底。

5.一種送料方向可調的電弧增材方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1調節焊槍（1）和導絲嘴（9）的空間位置，使焊槍（1）與從導絲嘴（9）導出的焊絲的距離滿足要求；

S2提前輸送電弧保護氣1s~3s后打開電弧，焊槍按預設的道次掃描路徑運動以在基板上開始單道次沉積，完成一道沉積后關閉電弧，并繼續保持輸送電弧保護氣3s~5s，然后冷卻所需時間，在單道次沉積過程中導絲嘴可繞焊槍做360°旋轉，以調整焊絲的方向，使焊絲沿掃描路徑的切向勻速送出至焊槍的正下方；

S3重復步驟S2，完成一層中所有道次的沉積；

S4焊槍向上運動一個層厚，重復步驟S2-S3完成所有層的沉積，以此完成所需零件的電弧增材制造。

6.如權利要求5所述的送料方向可調的電弧增材方法，其特征在于，焊槍電極與基板的距離為5mm~10mm，焊槍電極與焊絲的距離為3mm~5mm，焊絲的直徑為0.8mm~1.6mm。

7.如權利要求5所述的送料方向可調的電弧增材方法，其特征在于，送絲速度為2m/min~6m/min，電弧電流為80A~300A，電弧電壓為12V~24V，沉積速度為0.3~0.9m/min。

8.如權利要求5-7任一項所述的送料方向可調的電弧增材方法，其特征在于，所述焊槍（1）為等離子體焊槍，焊槍電極為鎢極。