CN112059380A - 一种用于气体保护增材的同步风冷装置 - Google Patents

一种用于气体保护增材的同步风冷装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种用于气体保护增材的同步风冷装置，包括内罩体和外罩体，所述内罩体套设式安装于焊枪上，所述内罩体的底端安装有环形封板，所述环形封板与所述内罩体的内壁和外壁连接形成第一容置腔室，所述内罩体的顶端设有保护气体入口，用于注入保护气体，所述环形封板开有若干个细孔，用于所述保护气体的流出；所述外罩体套设式安装于所述内罩体的外壁上，所述外罩体与所述内罩体的外壁形成第二容置腔室，所述外罩体的顶端设有压缩气体入口，用于注入压缩气体，所述外罩体的底端设有压缩气体出口，用于所述压缩气体的流出。其解决了现有技术中金属焊接冷却速度慢、同步冷却难、强度及晶粒度等级下降明显的问题。

Description

一种用于气体保护增材的同步风冷装置
技术领域
本发明涉及增材制造技术领域，具体涉及一种用于气体保护增材的同步风冷装置。
背景技术
电弧金属增材制造是基于电弧堆焊的一种制造技术，具体为金属在电弧熔接位置上完成一次熔化再固化的过程。部分金属对这一过程的冷却速度较为敏感，如果可实现在这一过程中的高速冷却，即可在堆焊过程中完成一次固溶强化，同时也可细化晶粒。在传统的气体保护增材工艺中，往往通过焊枪头持续供应保护气体来形成保护区，进而对熔池提供保护，但是在制造过程中需要保持一个区域中状态稳定，不能对堆焊表面进行同步的吹气加速冷却，因为气流会破坏保护气层，同步冷却较为困难。如果在过程中只让工件自然冷却，很多金属不能达到需求的冷却速度，强度及晶粒度均会下降。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种用于气体保护增材的同步风冷装置，解决了现有技术中金属焊接冷却速度慢、同步冷却难、强度及晶粒度等级下降明显的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于气体保护增材的同步风冷装置，包括内罩体和外罩体，所述内罩体套设式安装于气体保护增材中的焊枪上，所述内罩体的底端安装有环形封板，所述环形封板与所述内罩体的内壁和外壁连接形成第一容置腔室，所述内罩体的顶端设有保护气体入口，用于向所述第一容置腔室注入保护气体，所述环形封板开有若干个细孔，用于所述保护气体的流出；
所述外罩体套设式安装于所述内罩体的外壁上，所述外罩体与所述内罩体的外壁形成第二容置腔室，所述外罩体的顶端设有压缩气体入口，用于向所述第二容置腔室注入压缩气体，所述外罩体的底端设有压缩气体出口，用于所述压缩气体的流出。
优选的，所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，所述外罩体为扩口喇叭状罩体，所述扩口喇叭状罩体的顶端固定于所述内罩体的外壁上。
优选的，所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，所述外罩体的底端所在平面高于所述内罩体的底端所在平面，用于对所述压缩气体产生导向作用，进一步地，所述内罩体与外罩体均为喇叭状流线设计，利于空气流体的平滑转向，形成定向气流。
优选的，所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，所述压缩气体的流速大于所述保护气体的流速。
优选的，所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，所述内罩体还具有堵头，所述堵头为环形套筒状堵头，所述环形套筒状堵头的内壁向下延伸形成第一扩口喇叭状壁板层，所述第一扩口喇叭状壁板层为内罩体的内壁；所述环形套筒状堵头的外壁向下延伸形成第二扩口喇叭状壁板层，所述第二扩口喇叭状壁板层为内罩体的外壁。
优选的，所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，还包括滑动组件，所述内罩体的环形套筒状堵头通过所述滑动组件安装于所述焊枪上，所述内罩体的环形套筒状堵头通过滑动组件调整在所述焊枪上的安装高度；所述内罩体的环形套筒状堵头套设式安装于所述滑动组件上。
优选的，所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，所述滑动组件包括抵紧螺母、胶芯和滑动套，所述滑动套套设于所述焊枪上，所述滑动套为阶梯圆筒结构，所述滑动套分为上连接段和下连接段，所述滑动套的上连接段与所述焊枪之间垫有胶芯，所述抵紧螺母通过作用所述胶芯将所述滑动套固定安装在所述焊枪上；
所述内罩体的环形套筒状堵头套设式安装于所述滑动套的下连接段。
优选的，所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，所述滑动套的下连接段与所述内罩体的环形套筒状堵头之间设有O型圈，用于保证保护气体的密封性；
所述内罩体调节与所述滑动套之间的相对位置后，通过锁紧部件与所述滑动套固定安装。
优选的，所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，所述胶芯为倒锥形结构，对应地，所述滑动套的上连接段的内部开有倒锥型安装槽；
所述抵紧螺母具有螺母本体，所述螺母本体的顶端沿径向向内延伸有抵紧挡边；
所述滑动套的上连接段具有与螺母本体配合的螺纹，所述胶芯安装于所述滑动套的上连接段的倒锥型安装槽内，所述抵紧螺母和所述滑动套螺纹连接，收紧螺纹后，所述抵紧挡边对胶芯进行挤压抵紧，从而将所述胶芯压紧在所述焊枪上。
本发明的有益效果：
1、本发明中包括内罩体和外罩体，内罩体套设式安装在焊枪上，可以形成环绕包裹区域来对工件表面提供气体保护，内罩体的底端安装有的环形封板与内罩体的内壁和外壁连接形成第一容置腔室，用于注入保护气体，环形封板开有若干个细孔，用于保护气体的流出，外罩体套设式安装在内罩体的外壁上，外罩体与内罩体的外壁形成第二容置腔室，外罩体的顶端设有压缩气体入口，用于向第二容置腔室注入压缩气体，外罩体的底端设有压缩气体出口，用于压缩气体的流出，外罩体的底端所在平面高于内罩体的底端所在平面，可以对压缩气体产生良好的导向作用，压缩气体的流速大于保护气体的流速，可以对保护气体起到有效的牵引作用，进而产生气旋，形成一个稳定的保护气体粘滞区，装置外围具有高速气流，在工件表面吹扫，可持续补充工件表面的低温空气，极大地提高了冷却效率；
2、本发明中还具有滑动组件，内罩体通过滑动组件安装在焊枪上，可以实现内罩体和外罩体的高度可调，滑动组件与内罩体之间垫有O型圈，有效的保证了保护气体的良好密封性，内罩体通过锁紧部件与滑动组件固定安装，便于拆卸。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种用于气体保护增材的同步风冷装置的结构示意图；
图2为本发明一种用于气体保护增材的同步风冷装置的纵剖视图；
图3为本发明一种用于气体保护增材的同步风冷装置的工作示意图。
附图标识：1-焊枪、2-抵紧螺母、2.1-抵紧挡边、2.2-螺母本体、3-滑动套、3.1-上连接段、3.2-下连接段、4-内罩体、4.1-堵头、4.2-第一壁板层、4.3-第二壁板层、5-外罩体、5.1-围板、6-螺丝、7-环形封板、8-胶芯、9-O型圈、10-保护气体入口、11-压缩气体入口、12-工件、13-堆焊底板、14-第一容置腔室、15-第二容置腔室。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-3所示，一种用于气体保护增材的同步风冷装置，包括内罩体4和外罩体5，内罩体4套设式安装在滑动套3的下连接段3.2上，便于形成环绕包裹区域，进而发挥保护与冷却作用，内罩体4的底端安装有环形封板7，环形封板7与内罩体4的内壁和外壁连接形成第一容置腔室，内罩体4的顶端设有保护气体入口10，用于向第一容置腔室注入保护气体，环形封板7开有若干个细孔，用于保护气体的流出并保持覆盖面；外罩体5套设式安装于内罩体4的外壁上，外罩体5与内罩体4的外壁形成第二容置腔室，外罩体5的顶端设有压缩气体入口11，用于向第二容置腔室注入压缩气体，外罩体5的底端设有压缩气体出口，用于压缩气体的流出。
优选的，如图3所示，外罩体5的底端所在平面高于内罩体4的底端所在平面，可以对压缩气体产生良好的导向作用，根据流速压强关系可知，压缩气体的流动会在整个装置下部与堆焊底板13之间形成一个有一定真空度的区域，而该区域会被保护气体不断补充，所以在该区域更有利于保护气体的扩散。
优选的，环形封板7上的细孔从焊枪1的中心沿其周向均匀密布，能够实现保护气体的均匀流出，进而使工件12的表面被保护气体均匀的保护。
优选的，压缩气体的流速大于保护气体的流速，压缩气体牵引保护气体从焊枪1的中心沿其周向均匀流动，保护气体与堆焊底板13接触位置摩擦力大，速度相对较低而产生气旋，从而形成一个保护气体粘滞区，压缩气体和保护气体最终会形成一种动态平衡，在装置四周的高速气流会对工件12的表面进行风冷，在焊枪1的移动过程中，始终可以为工件12的表面提供一个稳定的气体保护环境。
优选的，如图3所示，内罩体4还具有堵头4.1，堵头4.1为环形套筒状堵头，环形套筒状堵头的内壁向下延伸形成第一扩口喇叭状壁板层4.2，第一扩口喇叭状壁板层4.2为内罩体4的内壁；环形套筒状堵头的外壁向下延伸形成第二扩口喇叭状壁板层4.3，第二扩口喇叭状壁板层4.3为内罩体4的外壁，保护气体沿环形封板7的细孔呈发散状流出，外罩体5包括围板5.1，围板5.1的顶端固定于内罩体4的外壁上，围板5.1为扩口喇叭状结构，压缩气体沿第二容置腔室15呈发散状流出。
优选的，如图2所示，还包括滑动组件，内罩体4的环形套筒状堵头通过滑动组件安装在焊枪1上，内罩体4的环形套筒状堵头套设式安装于滑动组件上，内罩体4的环形套筒状堵头通过滑动组件调整在焊枪1上的安装高度，实现了内罩体4的高度可调，能够适应不同的工件焊接环境。
更为优选的，滑动组件包括抵紧螺母2、胶芯8和滑动套3，滑动套3套设于焊枪1上，滑动套3为阶梯圆筒结构，滑动套3分为上连接段3.1和下连接段3.2，滑动套3的上连接段3.1与焊枪1之间垫有胶芯8，用于保证保护气体的良好密封性，抵紧螺母2通过作用胶芯8将滑动套3固定安装在焊枪1上；内罩体4的环形套筒状堵头套设式安装于滑动套3的下连接段3.2。
优选的，滑动套3的下连接段3.2与内罩体4的环形套筒状堵头之间设有O型圈9，用于保证保护气体的密封性；内罩体4调节与滑动套3之间的相对位置后，通过锁紧部件与滑动套3固定安装，锁紧部件为螺丝6，内罩体4设有螺孔，内罩体4通过螺丝6固定安装于滑动组件上，使用螺丝6进行安装，操作简单，便于拆卸，内罩体4可以调整到不同高度，用于检查或其他功能，移动到合适位置后通过螺丝6进行固定。
更为优选的，胶芯8为倒锥形结构，对应地，滑动套3的上连接段的内部开有倒锥型安装槽，能够实现胶芯8的快速定位固定；
抵紧螺母2具有螺母本体2.2，螺母本体2.2的顶端沿径向向内延伸有抵紧挡边2.1，可以对胶芯8进行快速抵紧；
滑动套3的上连接段3.1具有与螺母本体2.2配合的螺纹，胶芯8安装于滑动套3的上连接段3.1的倒锥型安装槽内，抵紧螺母2和滑动套3通过螺纹连接，收紧螺纹后，抵紧挡边2.1对胶芯8进行挤压抵紧，从而将胶芯8压紧在焊枪1上，同时完成装置的固定、绝缘和密封。
本实施例中包括内罩体4和外罩体5，内罩体4套设式安装在焊枪1上，可以形成环绕包裹区域来对工件12的表面提供气体保护，内罩体4的底端安装有的环形封板7与内罩体4的内壁和外壁连接形成第一容置腔室14，内罩体的顶端设有保护气体入口10，用于向第一容置腔室14注入保护气体，环形封板7开有若干个细孔，用于保护气体的流出，外罩体5套设式安装在内罩体4的外壁上，外罩体5与内罩体4的外壁形成第二容置腔室15，外罩体5的顶端设有压缩气体入口11，用于向第二容置腔室15内注入压缩气体，外罩体5的底端设有压缩气体出口，用于压缩气体的流出，外罩体5的底端所在平面高于内罩体4的底端所在平面，可以对压缩气体产生良好的导向作用，压缩气体的流速大于保护气体的流速，可以对保护气体起到有效的牵引作用，进而产生气旋，形成一个稳定的保护气体粘滞区，对工件12的表面形成有效保护，内罩体4通过滑动组件安装在焊枪1上，可以实现内罩体4和外罩体5的高度可调，滑动组件与内罩体4之间垫有O型圈9，有效的保证了保护气体的良好密封性，内罩体4通过锁紧部件与滑动组件固定安装，可以实现内罩体4高度的快速调节，滑动组件的内部安装结构，也实现了固定与密封的同步化，极大地提高了拆卸便利性。
需要说明的是，当一个元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“元件Ⅰ”、“元件Ⅱ”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“元件Ⅰ”、“元件Ⅱ”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于气体保护增材的同步风冷装置，其特征在于，包括内罩体和外罩体，所述内罩体套设式安装于气体保护增材中的焊枪上，所述内罩体的底端安装有环形封板，所述环形封板与所述内罩体的内壁和外壁连接形成第一容置腔室，所述内罩体的顶端设有保护气体入口，用于向所述第一容置腔室注入保护气体，所述环形封板开有若干个细孔，用于所述保护气体的流出；
所述外罩体套设式安装于所述内罩体的外壁上，所述外罩体与所述内罩体的外壁形成第二容置腔室，所述外罩体的顶端设有压缩气体入口，用于向所述第二容置腔室注入压缩气体，所述外罩体的底端设有压缩气体出口，用于所述压缩气体的流出。
2.根据权利要求1所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，其特征在于，所述外罩体为扩口喇叭状罩体，所述扩口喇叭状罩体的顶端固定于所述内罩体的外壁上。
3.根据权利要求1所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，其特征在于，所述外罩体的底端所在平面高于所述内罩体的底端所在平面，用于对所述压缩气体产生导向作用。
4.根据权利要求1所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，其特征在于，所述压缩气体的流速大于所述保护气体的流速。
5.根据权利要求1所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，其特征在于，所述内罩体还具有堵头，所述堵头为环形套筒状堵头，所述环形套筒状堵头的内壁向下延伸形成第一扩口喇叭状壁板层，所述第一扩口喇叭状壁板层为内罩体的内壁；所述环形套筒状堵头的外壁向下延伸形成第二扩口喇叭状壁板层，所述第二扩口喇叭状壁板层为内罩体的外壁。
6.根据权利要求5所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，其特征在于，还包括滑动组件，所述内罩体的环形套筒状堵头通过所述滑动组件安装于所述焊枪上，所述内罩体的环形套筒状堵头通过滑动组件调整在所述焊枪上的安装高度；所述内罩体的环形套筒状堵头套设式安装于所述滑动组件上。
7.根据权利要求6所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，其特征在于，所述滑动组件包括抵紧螺母、胶芯和滑动套，所述滑动套套设于所述焊枪上，所述滑动套为阶梯圆筒结构，所述滑动套分为上连接段和下连接段，所述滑动套的上连接段与所述焊枪之间垫有胶芯，所述抵紧螺母通过作用所述胶芯将所述滑动套固定安装在所述焊枪上；
所述内罩体的环形套筒状堵头套设式安装于所述滑动套的下连接段。
8.根据权利要求7所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，其特征在于，所述滑动套的下连接段与所述内罩体的环形套筒状堵头之间设有O型圈，用于保证保护气体的密封性；
所述内罩体调节与所述滑动套之间的相对位置后，通过锁紧部件与所述滑动套固定安装。
9.根据权利要求7所述的一种用于气体保护增材的同步风冷装置，其特征在于，所述胶芯为倒锥形结构，对应地，所述滑动套的上连接段的内部开有倒锥型安装槽；
所述抵紧螺母具有螺母本体，所述螺母本体的顶端沿径向向内延伸有抵紧挡边；
所述滑动套的上连接段具有与螺母本体配合的螺纹，所述胶芯安装于所述滑动套的上连接段的倒锥型安装槽内，所述抵紧螺母和所述滑动套螺纹连接，收紧螺纹后，所述抵紧挡边对胶芯进行挤压抵紧，从而将所述胶芯压紧在所述焊枪上。
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