[發(fā)明專利]一種電磁輔助電弧增材制造成形裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911049776.1
• 申請(qǐng)日: 2019-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN110802304B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張海鷗;陳堯;趙旭山;王桂蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K9/095
• 分類號(hào): B23K9/095;B23K9/16;B23K9/28;B23K9/32;G01B11/24;G01R33/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種電磁輔助電弧增材制造成形裝置，其特征在于，包括基板(15)、電弧焊槍(8)、電磁線圈、線激光掃描儀(6)和磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x(13)，其中，所述電弧焊槍(8)和電磁線圈位于所述基板(15)上方，所述電弧焊槍(8)用于在基板(15)上焊接成形待成形零件(12)，所述電磁線圈用于在待成形零件(12)的焊道(10)熔池處施加磁場(chǎng)；所述線激光掃描儀(6)位于所述待成形零件(12)上方，用于對(duì)焊道(10)表面形貌進(jìn)行檢測(cè)；所述磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x(13)位于所述電磁線圈和待成形零件(12)之間，并與所述電磁線圈相連，用于測(cè)量和根據(jù)所述線激光掃描儀(6)檢測(cè)到的焊道(10)表面形貌控制所述電磁線圈施加在焊道(10)熔池處的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

2.如權(quán)利要求1所述的電磁輔助電弧增材制造成形裝置，其特征在于，所述電弧焊槍(8)的放電極與所述基板(15)垂直。

3.如權(quán)利要求1所述的電磁輔助電弧增材制造成形裝置，其特征在于，所述電磁線圈包括漆包扁銅線(3)、支撐骨架(5)和環(huán)氧板(2)，所述漆包扁銅線(3)纏繞在所述支撐骨架(5)上，支撐骨架(5)兩端用所述環(huán)氧板(2)封堵，且支撐骨架(5)內(nèi)放置有鐵芯(7)。

4.如權(quán)利要求1所述的電磁輔助電弧增材制造成形裝置，其特征在于，所述電磁線圈外包裹有冷卻水管(14)。

5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的電磁輔助電弧增材制造成形裝置，其特征在于，該裝置還包括軋輥(9)，其位于所述基板(15)上方，用于在焊接成形后對(duì)焊道(10)進(jìn)行軋制。

6.一種電磁輔助電弧增材制造成形方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的裝置實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

S1電弧焊槍(8)按預(yù)設(shè)路徑在基板(15)上焊接成形待成形零件(12)，電磁線圈跟隨焊槍(8)移動(dòng)，并按預(yù)設(shè)磁場(chǎng)強(qiáng)度在待成形零件(12)的焊道(10)熔池處施加磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生電磁感應(yīng)力支撐焊道(10)熔池；

S2線激光掃描儀(6)對(duì)焊道(10)表面形貌進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，若焊道(10)表面形貌與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)形貌一致，則重復(fù)S1，若焊道(10)表面形貌與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)形貌不一致，則通過磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x(13)調(diào)整電磁線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并按調(diào)整后的磁場(chǎng)強(qiáng)度重復(fù)S1；

S3重復(fù)S1和S2若干次，直至完成零件的制造成形。

7.如權(quán)利要求6所述的電磁輔助電弧增材制造成形方法，其特征在于，所述電磁線圈的磁場(chǎng)方向垂直于焊道(10)。

8.如權(quán)利要求6所述的電磁輔助電弧增材制造成形方法，其特征在于，所述電弧焊槍(8)的焊接速度為100mm/min～600mm/min。

9.如權(quán)利要求6所述的電磁輔助電弧增材制造成形方法，其特征在于，所述S1中在焊道(10)成形后，采用軋輥(9)對(duì)焊道(10)進(jìn)行軋制。

10.如權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的電磁輔助電弧增材制造成形方法，其特征在于，在基板(15)上成形零件前，去除基板(15)表面的氧化膜。