[發明專利]一種用于氬弧焊接的焊接裝置及焊接方法

在審

• 申請號: 202010974334.4
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112108742A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 李小平;郭立祥;陳陽;韓冰源;王澤;雷衛寧
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K9/16;B23K9/32;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 馬曉敏

本發明公開一種用于氬弧焊接的焊接裝置及焊接方法，包括焊槍、送絲口、用于存放冷卻液的冷卻槽、用于對送絲口中的焊絲預熱的加熱裝置和用于承載基板并帶動其在所述冷卻槽中上下運動升降機構；冷卻液用于焊接時對所述基板進行冷卻。方法：S1將焊槍、送絲口和加熱裝置安裝完成并連接電磁控制器；S2以冷卻管將水泵、冷卻箱和冷卻槽連接形成流通的回路；S3向冷卻槽中加冷卻液，將基板放置于托板上，通過升降機構調節基板在冷卻槽中的位置；S4加熱裝置對焊絲預熱，開啟水泵使冷卻液流動，焊槍在基板上熔覆增材。本發明裝置結構簡單，通過加熱裝置對焊絲電流預熱，以較小的電流得到較好的熔覆形貌，避免熔覆過程中的塌陷問題，提升熔覆精度。

技術領域

本發明涉及電弧增材制造領域，具體涉及一種用于氬弧焊接的焊接裝置及焊接方法。

背景技術

基于氬弧焊的電弧增材制造是以電弧作為熱源，然后將金屬絲材熔化，然后通過預規劃好的路徑進行堆覆，最終形成目標零件。其具有制造周期短效率高，柔性化程度高，實現數字化、智能化制造等特點。較于傳統減材制造，材料利用率高，成本低污染低的特點。被廣泛用于航天航空、軍工等領域。

但是基于氬弧焊的電弧增材制造的過程由于要將絲材熔化堆覆，所以增加電流為焊用于加熱基板，從而使基板在熔覆過程中的熱積累較大，降低熔覆效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、效果明顯的用于氬弧焊接的焊接裝置，本發明的另一目的是基于焊接裝置提供一種焊接方法，該方法通過焊接前將焊絲預熱，減小了焊接時電流強度，減小基板的熱量積累，保證了熔覆效率的同時也加快了層間冷卻，提升焊接精度。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種用于氬弧焊接的焊接裝置，其特征在于，包括焊槍、送絲口、冷卻槽、加熱裝置和升降機構；所述加熱裝置用于對所述送絲口中的焊絲進行電流預熱；所述升降機構設置于所述冷卻槽中，所述升降機構用于承載基板并帶動其在所述冷卻槽中上下運動；所述冷卻槽用于存放冷卻液，所述冷卻液用于焊接時對所述基板進行冷卻。所述升降機構用于調節所述基板在所述冷卻槽的位置，即有利于適應不同厚度的基板調節其在冷卻液中的深度，即使得基板上除了熔覆增材的一面外其余各面均浸沒于所述冷卻液中，這樣有利于對基板進行降溫，避免基板在熔覆過程中的熱量積累過大，從而降低熔覆效率，所以在熔覆過程中對基板的冷卻十分重要。

進一步，所述冷卻槽的外部還設置有用于促進所述冷卻液冷卻的循環系統。由于長時間的熔覆過程會導致冷卻液被基板給加熱，因此在冷卻槽外增加了促進槽內冷卻液循環流動的循環冷卻系統，此設計的目的在于保持冷卻槽中冷卻液量穩定的同時促進冷卻槽內冷卻液的循環流動，有利于帶走熱量，對冷卻液進行降溫，從而更有利于冷卻液對基板進行降溫，減小基板由于熱積累帶來的基板變形。

進一步，所述循環系統包括水泵、冷卻箱和冷卻管；所述冷卻槽、所述水泵和所述冷卻箱通過所述冷卻管形成流通的回路。具體地，所述冷卻槽的下方設置有一個出水口，側面設置有一個進水口，水泵從水槽下方出水口抽取冷卻液，將送至冷卻箱，冷卻箱內具有制冷劑將送來的冷區液通過幾層的水管增大其接觸面積達到快速冷卻的目的，冷卻后送至側面的進水口并重新泵入冷卻槽內，保持冷卻槽內的冷卻液在一個較低的溫度，有利于溫度的降低加快層間冷卻。

進一步，所述焊槍為TIG焊槍。

進一步，所述加熱裝置采用電壓為220V、功率為200-2000W的J型熱電偶。采用電壓為220V、功率為200W-2000W的J型熱電偶的電磁加熱線圈，電磁控制器控制線圈的電流和功率，以適應不同導磁率的金屬絲材，將絲材加熱，增加絲材的熔化效率。并且J型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩定性和均勻性較好，價格便宜等優點。

進一步，所述加熱裝置上設置有用于調節功率的電磁控制器。在加熱裝置上設置電磁控制器有利于適應不同金屬焊絲，由于不同金屬焊絲的磁性高低也不一樣，對于磁性低的可以增加功率，提升效率。