[發明專利]一種電弧增材專用輔助焊絲振動裝置

在審

• 申請號: 201911345371.2
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111761171A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 孫清潔;劉一搏;靳鵬;董镈瓏;李軍兆;陳富康;楊歡;周英豪;陶逍飏;任惠圣
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: B23K9/133
• 分類號: B23K9/133;B23K9/12;B23K9/04;B23K9/32;B33Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種電弧增材專用輔助焊絲振動裝置，包括振動電源部分、固定裝置部分、微型偏振馬達部分和控制面板部分。所述微型振動馬達通過傳動連桿與振動電源相連，振動電源通過螺紋連接固定在固定裝置上；本發明通過微型偏振馬達將簡諧振動能量傳遞到焊絲端部，在電弧增材過程中焊絲端部振動能夠起到攪拌熔池的作用，從而有利于熔池中的氣泡逸出減少增材組織的氣孔缺陷并且起到細化晶粒的作用。此外，在使用電弧增材制備鋁基復合材料時，焊絲端部振動引起熔池流動有助于改善熔融金屬與陶瓷顆粒之間的潤濕性，并且可以使得顆粒均勻彌散分布在熔池中，進而起到細晶強化與彌散強化的作用，有效提升材料極限抗拉強度。

技術領域

本發明涉及電弧增材領域，特別是改善電弧增材氣孔缺陷及組織調控領域。

背景技術

電弧增材作為一種以電弧為熱源進行增材制造的技術，電弧產熱熔化焊絲后進行逐層堆積成形，然而受制于逐層堆積成形的物理特性的影響，高的冷去速率使得熔池中的氣體來不及全部散逸從而留存在沉積層內部形成氣孔缺陷，致使材料整體性能受損并且氣孔缺陷極有可能成為材料斷裂的裂紋源。此外，在添加陶瓷納米顆粒+電弧增材制備復合材料的過程中，添加的顆粒在熔池中容易發生團聚，使得熔池中的形核質點減少，導致細化效果變差，更為重要的是添加顆粒后使得層間潤濕性變差從而影響增材成形。因此，如何改變添加顆粒與熔融金屬之間的潤濕性同樣是一個值得重視的問題。因此，為了加速顆粒在熔池中的彌散及降低增材孔隙率，有必要改善熔池的流動性。因此，發明設計了一種輔助送絲機構振動的裝置使得送絲機構振動產生振動能量，通過焊絲端部將能量傳遞熔池中，起到攪拌作用同時改善顆粒與熔融金屬之間的潤濕性。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于提供一種電弧增材專用輔助焊絲振動裝置，以解決現在技術中的問題。

根據本發明的第一方面，提供一種電弧增材專用輔助焊絲振動裝置，包括振動電源部分、固定裝置部分、微型振動馬達部分和控制面板部分。

優選地，所述電弧增材專用輔助焊絲振動裝置，其特征在于，所述振動電源通過螺紋連接固定在固定裝置上。

優選地，所述電弧增材專用輔助焊絲振動裝置，其特征在于，所述固定裝置通過過盈配合裝配在送絲機構上并且可在送絲機構上滑動調整其位置，確定位置后可以通過螺紋連接進一步固定。

優選地，所述電弧增材專用輔助焊絲振動裝置，其特征在于，所述固定裝置部分為圓柱體，其側壁上有了兩個對稱放置的螺紋孔用于螺紋連接，其一側截面為長方形用以與振動電源更好地接觸從而使得振動更好地傳遞到送絲機構上，且前端部分留有螺紋孔用以與振動電源螺紋連接。

優選地，所述電弧增材專用輔助焊絲振動裝置，其特征在于，控制面板上布置有電源開關與滑動調節振動頻率的控制器。

優選地，所述電弧增材專用輔助焊絲振動裝置，其特征在于，振動電源底部為長方形的平面，前端留有螺紋孔用以與固定裝置進行螺紋連接。

根據本發明的第二方面，提供一種一種電弧增材專用輔助焊絲振動裝置的使用方法，包括如下步驟。

步驟一：在準備進行電弧增材前，首先通過過盈配合把固定裝置裝配在送絲機構上，滑動調節其到合適的位置后通過螺紋連接固定在送絲機構上。

步驟二：待固定裝置裝配完成后，把振動電源通過螺紋連接固定在固定裝置上，并裝上電池，檢查是否可以正常啟動。

步驟三：待電弧增材其他工作準備完成后，打開振動電源上控制面板的開關，使其振動，并滑動調節頻率的控制器以得到合適的振動頻率。

步驟四：啟動引弧按鈕，引弧，開始電弧增材，振動的送絲機構起到攪拌熔池的作用，觀察熔池可以發現熔池的流動性明顯增強，且由于熔池流動性增強有效改善了顆粒與絲材之間的潤濕性，可以明顯觀察到絲材熔化后直接鋪展覆蓋在顆粒表面，成形良好。