CN111037047A - 一种用于电弧增材制造的高效成形装置 - Google Patents

一种用于电弧增材制造的高效成形装置 Download PDF

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付新宇
程宝
赵晓明
王帅
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/32—Accessories

Abstract

本发明公开的一种用于电弧增材制造的高效成形装置，主要包括电弧成形单元和换向单元。电弧成形单元主要包括焊枪A、焊枪B及连接板，焊枪A上连接有连接板，连接板和焊枪B连接。换向单元主要包括伺服电机、联轴器及固定连杆。所述固定连杆与连轴器相连接，联轴器上连接有伺服电机。本发明的高效成形装置能够一次实现两个层厚的成形，进一步提高了电弧增材制造技术的成形效率，使其制造优势得以更大的发挥。并且该装置也能实现异种材料的复合制造。

Description

一种用于电弧增材制造的高效成形装置
技术领域
本发明属于电弧增材加工装置技术领域，涉及一种用于电弧增材制造的高效成形装置。
背景技术
电弧增材制造是一种以电弧为热源，基于离散-堆积原理，通过对成形件三维模型进行切片降维处理，采用逐层累加的方法制造出全焊缝实体零件的成形方法。根据热源类型的不同，电弧增材制造技术主要分为激光、电子束和电弧三类。由于激光热源的成形效率较低，电子束热源受真空室对其成形尺寸的影响，使得它们在某些方面的应用受到影响。而电弧增材制造成形方式由于其具有成形效率高、成本低且灵活性好等优势，在航空航天、机械制造、煤矿机械等领域有广泛的应用前景。
电弧增材制造是一种“自上而下”的材料累加制造方式。能够一次成形复杂零件并且不需要工装设备。利用该方法制造的实体零件，其化学成分均匀、致密度高。并且开放的成形环境使得零件的成形尺寸没有限制，其制造效率可达到数千克每小时，显著的缩短了产品研发周期及研发成本。该制造方式具有制造成本低廉、成形效率高的突出特点，尤其在大尺寸、复杂零件的高效快速成形中，电弧增材制造技术具有显著的技术优势。
相较于其他增材制造方式，虽然电弧增材制造方式的制造效率有很大的优势，但是当对于成形大尺寸金属构件时，其制造效率仍然有待提高的空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于电弧增材制造的高效成形装置，解决了现有技术中多焊枪分区制造成形效率低下，分区搭接处易出现堆焊缺陷的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种用于电弧增材制造的高效成形装置，包括电弧成形单元，电弧成形单元上部连接有换向单元，换向单元安装在机床的运动轴上，换向单元在控制系统的作用下随运动轴同步运动；
换向单元主要包括伺服电机，伺服电机与机床的运动轴连接、伺服电机下方设置有固定连杆，固定连杆通过联轴器与伺服电机的电机轴相连，固定连杆下端与电弧成形单元相连接。
本发明的特点还在于，
电弧成形单元主要包括连接板，连接板的两侧分别套设有焊枪A和焊枪 B。
焊枪A及焊枪B的枪口在竖直高度上相差一个成形层的层高。
伺服电机通过联轴器够带动电弧成形单元在水平面内进行旋转。
焊枪A及焊枪B连接同轴送丝装置，焊枪A中放置焊丝a，焊枪B中放置焊丝b；焊丝a和焊丝b丝材种类相同或不同。
本发明的有益效果是，本发明的一种用于电弧增材制造的高效成形装置，与现有技术相比优点如下：
(1)与现有技术相比较，该装置进一步提高了电弧增材制造技术的成形效率，使其制造优势得以更大的发挥。
(2)通过在焊枪A及焊枪B中放置不同的丝材，可以实现异种材料的复合制造。
(3)避免了通过多焊枪分区制造提高成形效率时，分区搭接处易出现堆焊缺陷的问题。
附图说明
图1是本发明的一种用于电弧增材制造的高效成形装置结构示意图；
图2是本发明的实施例中高效成形装置增材制造过程示意图。
图中，1.伺服电机，2.联轴器，3.固定连杆，4.焊枪A，5.焊丝a，6. 连接板，7.焊枪B，8.焊丝b。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供的一种用于电弧增材制造的高效成形装置结构如图1所示，包括电弧成形单元，电弧成形单元上部连接有换向单元，换向单元安装在机床的运动轴上，换向单元在控制系统的作用下随运动轴同步运动；
换向单元主要包括伺服电机1，伺服电机1与机床的运动轴连接、伺服电机1下方设置有固定连杆3，固定连杆3通过联轴器2与伺服电机的电机轴相连，固定连杆3与电弧成形单元相连接。
固定连杆3通过联轴器2与伺服电机的电机轴相连，伺服电机轴作为主动轴，当在蛇形扫描路径下需要往复堆焊时，控制系统发送脉冲信号至伺服电机，电机轴将扭矩通过联轴器2传递给作为从动轴的固定连杆3，从而实现成形装置在水平面内的旋转。根据实际堆焊路径旋转角度可以为任意值，其角度作为控制参数由控制器通过伺服电机控制。
电弧成形单元主要包括连接板6，连接板6的两侧分别套设有焊枪A4 和焊枪B7。
焊枪A4及焊枪B7的枪口在竖直高度上相差一个成形层的层高。
伺服电机1通过联轴器2能够带动电弧成形单元在水平面内进行旋转。
焊枪A4及焊枪B7连接同轴送丝装置，焊枪A4中放置焊丝a5，焊枪B7中放置焊丝b8；焊丝a5和焊丝b8丝材种类相同或不同。
本发明的一种用于电弧增材制造的高效成形装置的成形过程如下：
如图2所示，成形过程中，焊枪A4与焊枪B7始终处于同一道成形路径上，高低上相差一个堆焊层层高；当进行蛇形往复成形时，可以通过伺服电机在水平面内进行180度旋转，实现两焊枪的换位，从而使成形过程得以顺利实现。
焊枪A4及焊枪B7分别采用相互独立的送丝机构且焊接参数可以独立调节，一般的，前置焊丝采用较高的送丝速度，焊接电流大，电弧相对较短，熔深较大。后置焊丝采用较低的送丝速度，电弧较长，焊缝表面平整。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神及原则之内所做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于电弧增材制造的高效成形装置，其特征在于，包括电弧成形单元，所述电弧成形单元上部连接有换向单元，所述换向单元安装在机床的运动轴上，所述换向单元在控制系统的作用下随运动轴同步运动；
所述换向单元主要包括伺服电机(1)，所述伺服电机(1)与机床的运动轴连接、所述伺服电机(1)下方设置有固定连杆(3)，所述固定连杆(3)通过联轴器(2)与伺服电机的电机轴相连，所述固定连杆(3)下端与电弧成形单元相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于电弧增材制造的高效成形装置，其特征在于，所述电弧成形单元主要包括连接板(6)，所述连接板(6)的两侧分别套设有焊枪A(4)和焊枪B(7)。
3.根据权利要求2所述的一种用于电弧增材制造的高效成形装置，其特征在于，所述焊枪A(4)及焊枪B(7)的枪口在竖直高度上相差一个成形层的层高。
4.根据权利要求1所述的一种用于电弧增材制造的高效成形装置，其特征在于，所述伺服电机(1)通过联轴器(2)能够带动电弧成形单元在水平面内进行旋转。
5.根据权利要求3所述的一种用于电弧增材制造的高效成形装置，其特征在于，所述焊枪A(4)及焊枪B(7)连接同轴送丝装置，焊枪A(4)中放置焊丝a(5)，焊枪B(7)中放置焊丝b(8)；所述焊丝a(5)和焊丝b(8)丝材种类相同或不同。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111890061A (zh) * 2020-07-31 2020-11-06 华中科技大学 飞行器过渡端框架高精度电弧熔丝增材制造方法及其产品
CN113333911A (zh) * 2021-05-25 2021-09-03 常州工学院 一种挂载装置及电弧熔丝增材设备

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002224833A (ja) * 2001-01-30 2002-08-13 Daihen Corp 消耗電極アーク溶接方法及び溶接用ロボットの制御方法及び溶接用ロボット
CN1894070A (zh) * 2003-12-15 2007-01-10 弗罗纽斯国际有限公司 至少组合有两个不同焊接工艺的焊接单元和焊接方法
CN204136435U (zh) * 2013-12-30 2015-02-04 河南海王星科技发展有限公司 一种熔融层积成型的3d打印机
CN205254307U (zh) * 2015-12-23 2016-05-25 华中科技大学 一种电弧增材和铣削加工装置
CN106238876A (zh) * 2016-08-25 2016-12-21 西南交通大学 非封闭薄壁结构件gtaw双重同步填丝增材制造方法
CN108098112A (zh) * 2017-12-14 2018-06-01 上海工程技术大学 一种电弧增材制造异种铝合金复合材料的方法
CN108788389A (zh) * 2018-06-21 2018-11-13 哈尔滨工业大学 一种梯度材料双丝双钨极氩弧增材制造的装置与方法
CN108907414A (zh) * 2018-09-28 2018-11-30 山东大学 一种高熔敷效率高焊接速度双钨极tig窄间隙焊接方法
CN109848519A (zh) * 2018-11-30 2019-06-07 北京新立机械有限责任公司 一种机器人双丝四脉冲新型焊接方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002224833A (ja) * 2001-01-30 2002-08-13 Daihen Corp 消耗電極アーク溶接方法及び溶接用ロボットの制御方法及び溶接用ロボット
CN1894070A (zh) * 2003-12-15 2007-01-10 弗罗纽斯国际有限公司 至少组合有两个不同焊接工艺的焊接单元和焊接方法
CN204136435U (zh) * 2013-12-30 2015-02-04 河南海王星科技发展有限公司 一种熔融层积成型的3d打印机
CN205254307U (zh) * 2015-12-23 2016-05-25 华中科技大学 一种电弧增材和铣削加工装置
CN106238876A (zh) * 2016-08-25 2016-12-21 西南交通大学 非封闭薄壁结构件gtaw双重同步填丝增材制造方法
CN108098112A (zh) * 2017-12-14 2018-06-01 上海工程技术大学 一种电弧增材制造异种铝合金复合材料的方法
CN108788389A (zh) * 2018-06-21 2018-11-13 哈尔滨工业大学 一种梯度材料双丝双钨极氩弧增材制造的装置与方法
CN108907414A (zh) * 2018-09-28 2018-11-30 山东大学 一种高熔敷效率高焊接速度双钨极tig窄间隙焊接方法
CN109848519A (zh) * 2018-11-30 2019-06-07 北京新立机械有限责任公司 一种机器人双丝四脉冲新型焊接方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111890061A (zh) * 2020-07-31 2020-11-06 华中科技大学 飞行器过渡端框架高精度电弧熔丝增材制造方法及其产品
CN113333911A (zh) * 2021-05-25 2021-09-03 常州工学院 一种挂载装置及电弧熔丝增材设备
CN113333911B (zh) * 2021-05-25 2024-03-01 常州工学院 一种挂载装置及电弧熔丝增材设备

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