CN113319452A - 一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置及方法 - Google Patents

一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置及方法，该装置包括双弧双气冷却增材装置等。在进行高强钢丝材增材时，用小电流的钨极氩弧加热前一增材道熔敷金属，惰性气体保护预热的熔敷金属，等离子弧熔化高强钢丝材增材，同时利用温度摄像机检测增材道前一增材道熔敷基础金属的温度特征信息，以实现双电弧双气流保护高强钢增材。本发明通过小电流的钨极氩弧加热高强钢熔敷金属，有效提升高强钢熔敷基体的温度，解决异质高强钢高碳含量增材的开裂问题，同时采用前道熔敷金属惰性气体保护，防止加热金属高温氧化，同时采用高温熔敷金属的惰性气体保护，既防止熔敷金属氧化也提高其冷却速率，细化晶粒尺寸，提升构件性能。

Description

一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置及方法
技术领域
本发明涉及增材控制领域，主要涉及一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置及方法。
背景技术
随着金属熔丝增材技术的深入发展，在工程机械、国防兵器等领域，对高强钢增材的需求越来越多。然而高强钢丝材增材时，由于丝材合金成分含量高，碳当量较大，增材时相对普通碳钢或不锈钢丝材应力更加敏感，容易产生裂纹、未熔合等缺陷。目前高强钢的增材方法有激光增材、MAG电弧增材、CMT电弧增材等，均可实现高强钢构件的丝材增材制造，但存在增材过程中熔敷金属表面氧化、内部缺陷多、成型质量差等不足，使得增材构件强度提升困难，韧性不高。
专利《一种层流等离子体增材制造成形高强钢的方法》(申请号：201910485415.5)公布了一种层流等离子体增材制造成形高强钢的方法，通过控制焊丝的填充数量以及填充位置实现精准控制成形件形状及精度，主要用于解决一般形状和尺寸精确的高强钢成形的精度的问题，在解决增材过程中的高温氧化、提升增材构件的组织和性能方面没有涉及。专利《一种厚板高强钢激光-电弧复合高效焊接方法及其焊接夹具》(申请号：201911358421.0)公布了一种厚板高强钢激光-电弧复合高效焊接方法，该方法实现了高效率和高质量的激光-MAG复合焊接，并改善了焊缝形貌和力学性能。但其主要利用激光高熔深的特点，实现高强钢高质量的焊接，并不适合于高强钢丝材的熔丝增材需要。采用双电弧分阶段加热、双气流同时保护的双电弧双气流保护高强钢熔丝增材工艺，不但可以解决高强钢增材的道间易产生裂纹问题，还改善了增材的过程中熔敷基层金属的温度分布，使熔覆层组织成分更加均匀，过程更加可控，从而使得增材构件强度得以提升，韧性得以加强。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置及方法，能够有效解决异质高强钢高碳含量增材的道间裂纹的产生，防止加热金属高温氧化，改善高强钢增材时的冷却速率，细化晶粒尺寸，提升高强钢增材构件质量和性能。
为了实现上述的目的，本发明的技术解决方案为：
一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置，包括双弧双气冷却增材装置、熔敷基层温度测控装置和智能测控系统平台组成。
双弧双气冷却增材装置由等离子焊枪、钨极氩弧焊枪和与之固定成一体的水冷双气保护模块，以及相应的双弧双气控制模块。水冷双保护气模块由固定于保护气室上的冷却水进口、冷却水回水口、后保护气和前保护气构成，冷却水从冷却水进口注入保护气室的冷却水道，从冷却水回水返回。双弧双气控制模块与冷却水箱、保护气瓶I和保护气瓶II相连，接收智能测控系统平台信号，控制冷却水进口、后保护气和前保护气启动与停止，同时控制钨极氩弧电源和等离子弧电源的引弧与熄弧；
熔敷基层温度测控装置由固定于保护气室上的微型温度摄像机和接收温度信号的道温测控仪构成，道温测控仪发送特征信息给与之相连的智能测控系统平台，控制基层熔敷金属加热温度；
智能测控系统平台控制与之相连的道温测控仪、与之相连接的双弧双气控制模块和与之相连的机器人本体，协调等离子焊枪、钨极氩弧焊枪的引弧和收弧、机器人的增材路径与微型温度摄像机的测量温度信息的协同动作。
其特殊之处在于：等离子焊枪和钨极氩弧焊枪沿着增材方向串行排放，与双气保护气室固定成一体，等离子焊枪和钨极氩弧焊枪的间距为30～60mm，增材时始终钨极氩弧焊枪位于等离子焊枪的前侧；前保护气进口始终处于等离子焊枪和钨极氩弧焊枪的中间位置，微型温度摄像机靠近等离子焊枪一侧，微型温度摄像机与等离子焊枪的距离5～10mm。
基于上述的一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置，本发明还提供了一种利用上述装置进行增材的制造方法，具体步骤如下：
步骤1：增材时，先按照高强钢丝材确定等离子弧熔丝的工艺参数和机器人增材的增材速度等轨迹信息，启动智能测控系统平台、双弧双气控制模块和道温测控仪；
步骤2：首先智能测控系统平台发送控制信号给机器人，机器人带动双弧双气冷却增材装置移动，使得氩弧焊枪处于引弧位置；然后发送控制信号给双弧双气控制模块，双弧双气控制模块先启动前保护气，前保护气按照固定的气体流量Q1送气t1后，保护气室充满氩气气氛后，再启动冷却水箱，冷却保护气室；同时智能测控系统平台发送控制信号给道温测控仪，启动微型温度摄像机实时拍摄温度图像，并将温度图像传递给道温测控仪；
步骤3：接着智能测控系统平台发送控制信号双弧双气控制模块，双弧双气控制模块，再发送控制信号在氩弧焊枪和基板之间按照预定电流I1引燃氩弧，依然后焊枪不移动，原位燃烧t2时间；当微型温度摄像机5检测到基板温度超过预定温度T1时，道温测控仪发送信号智能测控系统平台，智能测控系统平台再发送控制信号给机器人，机器人带动双弧双气冷却增材装置移动，使得等离子焊枪处于引弧位置，同时发送控制信号双弧双气控制模块，双弧双气控制模块再发送控制信号启动后保护气，氩气按照固定的后保护气气体流量Q2送入气室；
步骤4：待等离子焊枪到达引弧位置后，智能测控系统平台发送控制信号双弧双气控制模块，双弧双气控制模块再发送控制信号在等离子弧焊枪和基板引燃等离子弧；接着智能测控系统平台直接发送控制信号给送丝装置，丝材送入等离子弧开始熔化增材，按照预设的增材路径开始增材，此时钨极氩弧和等离子弧共同移动；同时微型温度摄像机实时采集钨极氩弧加热熔敷基层的温度分布，根据特征点的温度调整钨极氩弧电流I1，保持熔敷基层在预设的温度T2；
步骤5：按照预定的路径进行增材，当氩弧焊枪到达收弧位置时，首先由智能测控系统平台发送控制信号双弧双气控制模块，双弧双气控制模块再发送控制信号在氩弧焊枪，熄灭氩弧焊枪与基板之间的钨极氩弧，同时发送控制信号给道温测控仪，关闭微型温度摄像机，停止熔敷基层温度图像获取；然后待等离子焊枪移动到收弧位置时，智能测控系统平台发送控制信号给机器人，机器人带动双弧双气冷却增材装置停止移动，接着智能测控系统平台直接发送控制信号给送丝装置，停止丝材的送进，接着测控系统平台发送控制信号双弧双气控制模块，双弧双气控制模块再发送控制信号在等离子焊枪，熄灭等离子焊枪与基板之间的等离子弧；
步骤6：等离子弧熄灭后，前保护气和后保护气继续送进保护气体滞后停气时间t3，然后智能测控系统平台发送控制信号双弧双气控制模块，同时关闭前保护气和后保护气；再等待滞后停水时间t4后，智能测控系统平台发送控制信号双弧双气控制模块，控制冷却水箱关闭冷却水进入付冷却水进口，完成单道熔敷增材；
步骤7：按照增材构件设计的增材路径，重复完成上述步骤，直至完成高强钢构件堆敷。
优选的，钨极氩弧的加热熔敷基层电流I1为40～120A，原位燃烧t2时间为6～30s，前保护气氩气的气体流量Q1为15～20L/min，送气t1为10～40S，后保护气氩气的气体流量Q2为18～30L/min，滞后停气时间t3为30～240s，滞后停水时间t4为60-300s；
优选的，采用微型温度摄像机采集熔敷基层的温度分布，等离子弧引燃前指定点熔敷基层预定温度T1为60～100℃，熔丝增材过程中熔敷基层在预设的温度T2为120～280℃。
本发明对于现有技术相比具有以下明显优点：①本发明提出的一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置，采用双弧双气一体化增材设计，双电弧同时加热，双气流同时保护，提高熔敷稀释率和熔敷结合界面强度，高强钢熔丝增材过程更加稳定；②发明采用的小电流钨极氩弧预热前一道熔覆基层金属，等离子弧熔化高强钢丝材，并通以惰性气体保护预热熔敷基层金属和增材高温凝固金属，降低高碳当量高合金增材的裂纹倾向，有效地减小了高强钢增材时道间裂纹的产生，增强焊缝的质量和力学性能；③发明的方法通过智能测控系统平台对道温测控仪采集回来的温度特征进行实时调控，控制双弧双气控制模块，实现钨极氩弧加热熔敷基层金属温度的实时调节，有效地控制了前一道熔覆金属的温度，使熔覆层组织成分更加均匀，过程更加可控。
附图说明
图1为本发明双电弧双气流保护高强钢熔丝增材增材装置示意图；
1为冷却水进口，2为后保护气，3为丝材，4为等离子焊枪，5为前保护气，6为微型温度摄像机，7为氩弧焊枪，8为高强钢基板，9为保护气室，10为冷却水水道，11为冷却水回水，12为机器人，13为氩弧电源，14为等离子弧电源，15双弧双气控制模块，16，冷却水箱，17，道温测控仪，18保护气瓶I，19保护气瓶II，20为送丝装置，21为智能测控系统平台。
图2为直径1.0mm高强钢丝材熔覆层显微组织图。
图3为直径1.2mm高强钢丝材熔覆层显微组织图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明所述的一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置，具体采用的设备为：IRB2600弧焊机器人、YC-300WX氩弧焊接电源、YT-308TPW焊枪、SAF PLASMAFIX型等离子弧焊接电源、PWM 300等离子焊枪、A8L微型温度摄像仪、KD5A制冷水箱。
结合图1，本发明一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置，主要由双弧双气冷却增材装置、熔敷基层温度测控装置和智能测控系统平台组成。双弧双气冷却增材装置由等离子焊枪4、钨极氩弧焊枪7和与之固定成一体的水冷双气保护模块，以及相应的双弧双气控制模块15。水冷双保护气模块由固定于保护气室9上的冷却水进口1、冷却水回水口11、后保护气2和前保护气6构成，冷却水从冷却水进口1注入保护气室9的冷却水道10，从冷却水回水11返回。双弧双气控制模块15与冷却水箱16、保护气瓶I18和保护气瓶II19相连，接收智能测控系统平台21信号，控制冷却水进口1、后保护气2和前保护气6启动与停止，同时控制钨极氩弧电源13和等离子弧电源14的引弧与熄弧；熔敷基层温度测控装置由固定于保护气室9上的微型温度摄像机5和接收温度信号的道温测控仪17构成，道温测控仪17发送特征信息给与之相连的智能测控系统平台21，控制基层熔敷金属加热温度；智能测控系统平台21控制与之相连的道温测控仪17、与之相连接的双弧双气控制模块15和与之相连的机器人本体12，协调等离子焊枪4、钨极氩弧焊枪7的引弧和收弧、机器人12的增材路径与微型温度摄像机6的测量温度信息的协同动作。
其工作模式为：1对增材构件进行几何建模，将零件模型进行切片路径规划设计并导入智能测控系统平台，根据材料选择适当的参数进行设置；2启动智能测控系统平台、双弧双气控制模块和道温测控仪，智能测控系统平台发信号给机器人，控制双弧双气冷却装置移动，使氩弧焊枪处于引弧位置，双弧双气控制模块启动前保护气将保护气室充满氩气，接着启动水箱冷却保护气室；同时智能测控系统平台通过道温测控仪，启动微型温度摄像机实时拍摄温度图像；3智能测控系统平台通过双弧双气控制模块控制氩弧焊枪在预定位置按照预定电流引燃氩弧，原位燃烧，当微型温度摄像机检测到基板温度达到预定温度后，智能测控系统平台控制机器人带动双弧双气冷却增材装置移动，使得等离子焊枪处于引弧位置，同时双弧双气控制模块启动后保护气，按照预定的流量后保护气送入气室；4等离子焊枪到达预定位置后，智能测控系统平台通过双弧双气控制模块控制等离子焊枪引弧，接着智能测控系统平台控制送丝装置按照预定的送丝速度将丝材送入等离子弧开始熔化增材，整个装置按照预定增材路径开始增材，微型温度摄像机实时采集熔覆层的温度分布，并根据特征点的温度调整钨极氩弧电流，使得熔覆基层维持在预设温度；5按预定的路径增材，当氩弧焊枪到达收弧位置时，智能测控系统平台通过双弧双气控制模块控制氩弧焊枪熄弧，同时发送信号给道温测控仪关闭微型温度摄像机；等待等离子焊枪移动到收弧点，智能测控系统平台首先通过机器人控制双弧双气冷却增材装置停止移动，接着控制送丝装置停止送丝，最后通过双弧双气控制模块控制等离子焊枪熄弧；6等离子弧熄灭后，前、后保护气继续送进保护气并维持一段时间，然后智能测控系统平台通过双弧双气控制模块同时关闭前、后保护气，等待滞后停水时间后，控制水箱关闭冷却水进口，完成单道熔覆增材；7按照增材构件设计的增材路径，重复完成上述步骤，直至完成高强钢构件堆敷。
实施例1
采用上述发明的装置进行直径1.0mm的ER 120S高强钢丝材的增材，具体步骤如下：
步骤1：增材时，先按照高强钢丝材3确定等离子弧熔丝的工艺参数和机器人增材的增材速度等轨迹信息，启动智能测控系统平台21、双弧双气控制模块15和道温测控仪17；
步骤2：首先智能测控系统平台21发送控制信号给机器人12，机器人带动双弧双气冷却增材装置移动，使得氩弧焊枪7处于引弧位置；然后发送控制信号给双弧双气控制模块15，双弧双气控制模块15先启动前保护气6，前保护气按照固定的气体流量Q1＝16L/min送气t1＝20s后，保护气室9充满氩气气氛后，再启动冷却水箱16，冷却保护气室；同时智能测控系统平台发送控制信号给道温测控仪17，启动微型温度摄像机5实时拍摄温度图像，并将温度图像传递给道温测控仪17；
步骤3：接着智能测控系统平台21发送控制信号双弧双气控制模块15，双弧双气控制模块15，再发送控制信号在氩弧焊枪7和基板8之间按照预定电流I1＝50A引燃氩弧，依然后焊枪不移动，原位燃烧t2＝10s时间；当微型温度摄像机5检测到基板温度超过预定温度T1＝70℃时，道温测控仪17发送信号智能测控系统平台21，智能测控系统平台再发送控制信号给机器人12，机器人带动双弧双气冷却增材装置移动，使得等离子焊枪4处于引弧位置，同时发送控制信号双弧双气控制模块15，双弧双气控制模块15再发送控制信号启动后保护气，氩气按照固定的后保护气气体流量Q2＝20L/min送入气室；
步骤4：待等离子焊枪4到达引弧位置后，智能测控系统平台21发送控制信号双弧双气控制模块15，双弧双气控制模块15再发送控制信号在等离子弧焊枪4和基板8引燃等离子弧；接着智能测控系统平台21直接发送控制信号给送丝装置20，丝材3送入等离子弧开始熔化增材，按照预设的增材路径开始增材，此时钨极氩弧和等离子弧共同移动；同时微型温度摄像机5实时采集钨极氩弧加热熔敷基层的温度分布，根据特征点的温度调整钨极氩弧电流I1，保持熔敷基层在预设的温度T2＝150℃，误差在±5℃以内；
步骤5：按照预定的路径进行增材，当氩弧焊枪7到达收弧位置时，首先由智能测控系统平台21发送控制信号双弧双气控制模块15，双弧双气控制模块15再发送控制信号在氩弧焊枪7，熄灭氩弧焊枪7与基板8之间的钨极氩弧，同时发送控制信号给道温测控仪17，关闭微型温度摄像机5，停止熔敷基层温度图像获取；然后待等离子焊枪4移动到收弧位置时，智能测控系统平台21发送控制信号给机器人12，机器人带动双弧双气冷却增材装置停止移动，接着智能测控系统平台21直接发送控制信号给送丝装置20，停止丝材3的送进，接着测控系统平台21发送控制信号双弧双气控制模块15，双弧双气控制模块15再发送控制信号在等离子焊枪4，熄灭等离子焊枪4与基板8之间的等离子弧；
步骤6：等离子弧熄灭后，前保护气6和后保护气2继续送进保护气体滞后停气时间t3＝50s，然后智能测控系统平台21发送控制信号双弧双气控制模块15，同时关闭前保护气6和后保护气2；再等待滞后停水时间t4＝120s后，智能测控系统平台21发送控制信号双弧双气控制模块15，控制冷却水箱16关闭冷却水进入冷却水进口1，完成单道熔敷增材；
步骤7：按照增材构件设计的增材路径，重复完成上述步骤，直至完成高强钢构件堆敷。
作为优选方式，所述的钨极氩弧的加热熔敷基层电流I1为50A，原位燃烧时间t2为10s，前保护气氩气的气体流量Q1为16L/min，送气时间t1为20s，后保护气氩气的气体流量Q2为20L/min，滞后停气时间t3为50s，滞后停水时间t4为120s，等离子弧引燃前指定点熔敷基层预定温度T1为70℃，熔丝增材过程中熔敷基层在预设的温度T2为150℃。所述的双弧增材，等离子弧增材电流为135A，增材速度为4.0mm/s，送丝速度为2.4m/min，离子气0.9L/min，等离子弧保护气体流量为18L/min，钨极氩弧保护气体流量为15L/min。
图2为直径1.0mm高强钢丝材熔覆层显微组织，增材试样组织主要为马氏体，存在一定量的铁素体，组织细小，均匀致密，无微裂纹或者气孔等冶金缺陷存在，高强钢增材组织和质量明显改善。性能检测后，增材构件抗拉强度达到963MPa，断后伸长率达到46.2％，强度和性能明显提升。
实施例2
采用上述发明的装置进行直径1.2mm的ER 120S高强钢丝材的增材，具体步骤如下：
步骤1：增材时，先按照高强钢丝材3确定等离子弧熔丝的工艺参数和机器人增材的增材速度等轨迹信息，启动智能测控系统平台21、双弧双气控制模块15和道温测控仪17；
步骤2：首先智能测控系统平台21发送控制信号给机器人12，机器人带动双弧双气冷却增材装置移动，使得氩弧焊枪7处于引弧位置；然后发送控制信号给双弧双气控制模块15，双弧双气控制模块15先启动前保护气6，前保护气按照固定的气体流量Q1＝18L/min送气t1＝25s后，保护气室9充满氩气气氛后，再启动冷却水箱16，冷却保护气室；同时智能测控系统平台发送控制信号给道温测控仪17，启动微型温度摄像机5实时拍摄温度图像，并将温度图像传递给道温测控仪17；
步骤3：接着智能测控系统平台21发送控制信号双弧双气控制模块15，双弧双气控制模块15，再发送控制信号在氩弧焊枪7和基板8之间按照预定电流I1＝70A引燃氩弧，依然后焊枪不移动，原位燃烧t2＝15s时间；当微型温度摄像机5检测到基板温度超过预定温度T1＝75℃时，道温测控仪17发送信号智能测控系统平台21，智能测控系统平台再发送控制信号给机器人12，机器人带动双弧双气冷却增材装置移动，使得等离子焊枪4处于引弧位置，同时发送控制信号双弧双气控制模块15，双弧双气控制模块15再发送控制信号启动后保护气，氩气按照固定的后保护气气体流量Q2＝24L/min送入气室；
步骤4：待等离子焊枪4到达引弧位置后，智能测控系统平台21发送控制信号双弧双气控制模块15，双弧双气控制模块15再发送控制信号在等离子弧焊枪4和基板8引燃等离子弧；接着智能测控系统平台21直接发送控制信号给送丝装置20，丝材3送入等离子弧开始熔化增材，按照预设的增材路径开始增材，此时钨极氩弧和等离子弧共同移动；同时微型温度摄像机5实时采集钨极氩弧加热熔敷基层的温度分布，根据特征点的温度调整钨极氩弧电流I1，保持熔敷基层在预设的温度T2＝180℃；
步骤5：按照预定的路径进行增材，当氩弧焊枪7到达收弧位置时，首先由智能测控系统平台21发送控制信号双弧双气控制模块15，双弧双气控制模块15再发送控制信号在氩弧焊枪7，熄灭氩弧焊枪7与基板8之间的钨极氩弧，同时发送控制信号给道温测控仪17，关闭微型温度摄像机5，停止熔敷基层温度图像获取；然后待等离子焊枪4移动到收弧位置时，智能测控系统平台21发送控制信号给机器人12，机器人带动双弧双气冷却增材装置停止移动，接着智能测控系统平台21直接发送控制信号给送丝装置20，停止丝材3的送进，接着测控系统平台21发送控制信号双弧双气控制模块15，双弧双气控制模块15再发送控制信号在等离子焊枪4，熄灭等离子焊枪4与基板8之间的等离子弧；
步骤6：等离子弧熄灭后，前保护气6和后保护气2继续送进保护气体滞后停气时间t3＝80s，然后智能测控系统平台21发送控制信号双弧双气控制模块15，同时关闭前保护气6和后保护气2；再等待滞后停水时间t4＝240s后，智能测控系统平台21发送控制信号双弧双气控制模块15，控制冷却水箱16关闭冷却水进入付冷却水进口1，完成单道熔敷增材；
步骤7：按照增材构件设计的增材路径，重复完成上述步骤，直至完成高强钢构件堆敷。
作为优选方式，所述的钨极氩弧的加热熔敷基层电流I1为70A，原位燃烧时间t2为15s，前保护气氩气的气体流量Q1为18L/min，送气时间t1为25s，后保护气氩气的气体流量Q2为24L/min，滞后停气时间t3为80s，滞后停水时间t4为240s，等离子弧引燃前指定点熔敷基层预定温度T1为75℃，熔丝增材过程中熔敷基层在预设的温度T2为180℃。所述的双弧增材，等离子弧增材电流为162A，增材速度为4.5mm/s，送丝速度为2.2m/min，离子气1.0L/min，等离子弧保护气体流量为20L/min，钨极氩弧保护气体流量为16L/min。
图3为直径1.2mm高强钢丝材熔覆层显微组织，增材试样组织主要为马氏体，无铁素体组织存在，组织细小，均匀致密无微裂纹或者气孔等冶金缺陷存在，高强钢增材组织和质量明显改善。性能检测后，增材构件抗拉强度达到993MPa，断后伸长率达到38.9％，强度和韧性明显提升。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不是限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之下，所做的修改，替换，改进等，均应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置，其特征在于：包括双弧双气冷却增材装置、熔敷基层温度测控装置和智能测控系统平台组成；
双弧双气冷却增材装置包括等离子焊枪(4)、钨极氩弧焊枪(7)和与之固定成一体的水冷双气保护模块，以及相应的双弧双气控制模块(15；水冷双保护气模块包括固定于保护气室(9)上的冷却水进口(1)、冷却水回水口(11)、后保护气(2)和前保护气(6)，冷却水从冷却水进口(1)注入保护气室(9)的冷却水道(10)，从冷却水回水(11)返回；双弧双气控制模块(15)与冷却水箱(16)、保护气瓶I(18)和保护气瓶II(19)相连，接收智能测控系统平台(21)信号，控制冷却水进口(1)、后保护气(2)和前保护气(6)启动与停止，同时控制钨极氩弧电源(13)和等离子弧电源(14)的引弧与熄弧；
熔敷基层温度测控装置由固定于保护气室(9)上的微型温度摄像机(5)和接收温度信号的道温测控仪(17)构成，道温测控仪(17)发送特征信息给与之相连的智能测控系统平台(21)，控制基层熔敷金属加热温度；
智能测控系统平台(21)控制与之相连的道温测控仪(17)、与之相连接的双弧双气控制模块(15)和与之相连的机器人本体(12)，协调等离子焊枪(4)、钨极氩弧焊枪(7)的引弧和收弧、机器人(12)的增材路径与微型温度摄像机(6)的测量温度信息的协同动作。
2.根据权利要求1所述的一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置，其特征在于：等离子焊枪(4)和钨极氩弧焊枪(7)沿着增材方向串行排放，与双气保护气室(9)固定成一体，等离子焊枪(4)和钨极氩弧焊枪(7)的间距为30～60mm，增材时始终钨极氩弧焊枪(7)位于等离子焊枪(4)的前侧。
3.根据权利要求1所述的一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置，其特征在于：前保护气(6)进口始终处于等离子焊枪(4)和钨极氩弧焊枪(7)的中间位置，微型温度摄像机(5)靠近等离子焊枪(4)一侧，微型温度摄像机(5)与等离子焊枪(4)的距离5～10mm。
4.一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材装置的增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：增材时，按照高强钢丝材(3)确定等离子弧熔丝的工艺参数和机器人增材的增材速度等轨迹信息，启动智能测控系统平台(21)、双弧双气控制模块(15)和道温测控仪(17)；
步骤2：智能测控系统平台(21)发送控制信号给机器人(12)，机器人带动双弧双气冷却增材装置移动，使得氩弧焊枪(7)处于引弧位置；然后发送控制信号给双弧双气控制模块(15)，双弧双气控制模块(15)先启动前保护气(6)，前保护气按照固定的气体流量Q1送气t1后，保护气室(9)充满氩气气氛后，再启动冷却水箱(16)，冷却保护气室；同时智能测控系统平台发送控制信号给道温测控仪(17)，启动微型温度摄像机(5)实时拍摄温度图像，并将温度图像传递给道温测控仪(17)；
步骤3：智能测控系统平台(21)发送控制信号双弧双气控制模块(15)，双弧双气控制模块(15)，再发送控制信号在氩弧焊枪(7)和基板(8)之间按照预定电流I1引燃氩弧，依然后焊枪不移动，原位燃烧t2时间；当微型温度摄像机(5)检测到基板温度超过预定温度T1时，道温测控仪(17)发送信号智能测控系统平台(21)，智能测控系统平台再发送控制信号给机器人(12)，机器人带动双弧双气冷却增材装置移动，使得等离子焊枪(4)处于引弧位置，同时发送控制信号双弧双气控制模块(15)，双弧双气控制模块(15)再发送控制信号启动后保护气，氩气按照固定的后保护气气体流量Q2送入气室；
步骤4：待等离子焊枪(4)到达引弧位置后，智能测控系统平台(21)发送控制信号双弧双气控制模块(15)，双弧双气控制模块(15)再发送控制信号在等离子弧焊枪(4)和基板(8)引燃等离子弧；接着智能测控系统平台(21)直接发送控制信号给送丝装置(20)，丝材(3)送入等离子弧开始熔化增材，按照预设的增材路径开始增材，此时钨极氩弧和等离子弧共同移动；同时微型温度摄像机(5)实时采集钨极氩弧加热熔敷基层的温度分布，根据特征点的温度调整钨极氩弧电流I1，保持熔敷基层在预设的温度T2；
步骤5：按照预定的路径进行增材，当氩弧焊枪(7)到达收弧位置时，首先由智能测控系统平台(21)发送控制信号双弧双气控制模块(15)，双弧双气控制模块(15)再发送控制信号在氩弧焊枪(7)，熄灭氩弧焊枪(7)与基板(8)之间的钨极氩弧，同时发送控制信号给道温测控仪(17)，关闭微型温度摄像机(5)，停止熔敷基层温度图像获取；然后待等离子焊枪(4)移动到收弧位置时，智能测控系统平台(21)发送控制信号给机器人(12)，机器人带动双弧双气冷却增材装置停止移动，接着智能测控系统平台(21)直接发送控制信号给送丝装置(20)，停止丝材(3)的送进，接着测控系统平台(21)发送控制信号双弧双气控制模块(15)，双弧双气控制模块(15)再发送控制信号在等离子焊枪(4)，熄灭等离子焊枪(4)与基板(8)之间的等离子弧；
步骤6：等离子弧熄灭后，前保护气(6)和后保护气(2)继续送进保护气体滞后停气时间t3，然后智能测控系统平台(21)发送控制信号双弧双气控制模块(15)，同时关闭前保护气(6)和后保护气(2)；再等待滞后停水时间t4后，智能测控系统平台(21)发送控制信号双弧双气控制模块(15)，控制冷却水箱(16)关闭冷却水进入付冷却水进口(1)，完成单道熔敷增材；
步骤7：按照增材构件设计的增材路径，重复完成上述步骤，直至完成高强钢构件堆敷。
5.根据权利要求4所述的一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材方法，其特征在于：采用的是钨极氩弧加热熔敷基层金属，中间氩气前保护加热熔敷金属，等离子电弧熔化高强钢丝材，后面用氩气后保护熔化凝固后的高温熔敷金属的双弧加热双气保护增材模式。
6.根据权利要求4所述的一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材方法，其特征在于：钨极氩弧的加热熔敷基层电流I1为40～120A，原位燃烧t2时间为6～30s，前保护气氩气的气体流量Q1为15～20L/min，送气t1为10～40s，后保护气氩气的气体流量Q2为18～30L/min，滞后停气时间t3为30～240s，滞后停水时间t4为60-300s。
7.根据权利要求4所述的一种双电弧双气流保护高强钢熔丝增材方法，其特征在于：采用微型温度摄像机采集熔敷基层的温度分布，等离子弧引燃前指定点熔敷基层预定温度T1为60～100℃，熔丝增材过程中熔敷基层在预设的温度T2为120～280℃。
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