CN207326148U - 变位姿磁场辅助电弧增材制造设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及变位姿磁场辅助电弧增材制造设备，它包括电弧熔积装置，位姿调节装置和励磁装置；所述电弧熔积装置为熔化极气体保护焊枪；所述位姿调节装置包括水平定位夹和倾斜定位夹；所述励磁装置包括导磁芯棒和励磁线圈。此增材制造设备能够有效的提高其表面的精度和质量，而且使其具有较好的微观组织及性能。
Description
技术领域
本实用新型属于增材制造领域，具体涉及能够改善电弧增材成型搭接性能和提高表面成型精度的磁场辅助电弧增材制造技术。
背景技术
目前电弧增材成形熔积层表面精度和微观组织、性能的控制主要采用一些工艺过程控制的策略，或者受迫成形、减材加工与增材成形复合的工艺手段。上述这些方法在熔积层表面精度控制方面都能起到积极的效果，但是实现过程复杂；其中基于复合制造的工艺方法，由于复合了其他的工艺手段，增加了设备成本和工艺控制难度。因此，迫切需要实用新型一种简单有效的可生成具有较高表面精度的和具有较好微观组织及性能的电弧增材制造技术与设备。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种变位姿磁场辅助电弧增材制造设备，此增材制造设备能够有效的提高其表面的精度和质量，而且使其具有较好的微观组织及性能。
为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：变位姿磁场辅助电弧增材制造设备，它包括电弧熔积装置，位姿调节装置和励磁装置；
所述电弧熔积装置为熔化极气体保护焊枪；
所述位姿调节装置包括水平定位夹和倾斜定位夹；
所述励磁装置包括导磁芯棒和励磁线圈。
所述水平定位夹分为柱形夹持端和悬臂端，柱形夹持端通过两颗紧固螺栓对柱形夹施加紧固压力固定在焊枪上，悬臂端上加工有长形孔洞用以通过紧固螺栓固定倾斜定位夹，能够通过调节固定位置改变励磁装置的姿态。
所述倾斜定位夹由对称的两个夹片组成，夹片一端为平面夹另一端为柱形夹，平面夹一端通过紧固螺栓固定在水平定位夹的悬臂端上，柱形夹一端夹持着导磁芯棒，由紧固螺栓固定，使得导磁芯棒对准电弧熔积的熔池。
所述励磁线圈缠绕在导磁芯棒上。
本实用新型有如下有益效果：
本实用新型提供的变位姿磁场辅助增材制造技术及设备，能够在电弧熔积增材制造过程中对熔池施加具有纵向和横向的分量的变位磁场，使熔池产生周向搅拌和偏向熔池一侧复合的强制对流运动，因此熔池得到扩张，可以提高焊道横截面的宽高比，从而有助于改善搭接以及提高熔积层表面精度；且电磁搅拌作用有利于熔池中气体的排出，使熔池对流加速，传热导加快，使得熔池对基板的温度梯度减小，晶粒尺度与方向一致性较好，在磁场辅助熔积下晶粒更加细密，有助于提高成形件的力学性能、减小各向异性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型中变位姿磁场辅助电弧增材制造设备正视图。
图2为本实用新型中变位姿磁场辅助电弧增材制造设备侧视图。
图3为本实用新型中变位姿磁场辅助电弧增材制造设备俯视图。
图中：1.焊枪、2.水平定位夹、3.倾斜定位夹、4.导磁芯棒、5.励磁线圈、6.基板、7.焊道。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
变位姿磁场辅助电弧增材制造技术：
本技术是一种通过提供位置和角度可变的磁场，从而控制电弧熔积层形貌，同时改变微观组织进而提升性能的磁场辅助电弧增材制造技术，具体如下：
如图1所示：在熔化极气体保护焊枪1上增加一个水平定位夹2和倾斜定位夹3，通过改变水平定位夹2相对于焊枪1的周向位置和改变倾斜定位夹3相对于焊枪1的距离与倾斜角度，来改变励磁装置相对于电弧熔积熔池的位置和角度，进而改变控制磁场，达到控制电弧熔积层形貌的目的；同时电磁力的作用可以在熔池中形成非完全对称的电磁搅拌，外加磁场的搅拌作用能够减少熔积缺陷，细化晶粒，改变组织分布比例和形态，减小多道搭接区域的晶粒分布的不均匀性，使得成形样件在熔积方向和搭接方向的力学性能均有一定的提升，同时减小了力学性能在上述两个方向的各向异性。
变位姿磁场辅助电弧增材制造设备：
本设备是电磁场控制电弧增材制造的新型设备，如图1到3所示，变位姿磁场辅助电弧增材制造设备包括焊枪1、水平定位夹2、倾斜定位夹3、导磁芯棒4、励磁线圈5；所述焊枪1竖直指向下方，所述水平定位夹2一端安装在焊枪1上，另一端与倾斜定位夹3相连接，所述导磁芯棒4固定在倾斜定位夹上3，所述导磁芯棒4上绕有励磁线圈5。
更具体的，如图2到3所示，所述水平定位夹2分为柱形夹持端和悬臂端，柱形夹持端通过两颗紧固螺栓对柱形夹施加紧固压力固定在焊枪1上，调节紧固压力后可以通过旋转改变伸出悬臂端的周向位置，悬臂端上开有长形孔洞用以通过紧固螺栓固定倾斜定位夹3，并可以通过调节固定位置改变励磁装置的姿态。
如图3所示，所述倾斜定位夹3由对称的两个夹片组成，夹片一端为平面夹另一端为柱形夹，平面夹一端通过紧固螺栓固定在水平定位夹2的悬臂端上，柱形夹一端夹持着导磁芯棒4，同样由紧固螺栓固定，使得导磁芯棒4对准电弧熔积的熔池。
如图1所示，所述导磁芯棒4上饶有励磁线圈5，通过调整水平定位夹2和倾斜定位夹3的固定位置和倾斜程度，可以改变励磁装置的姿态，励磁线圈5中通以励磁电流时会在导磁芯棒4内产生沿着导磁芯棒方向的磁场。
在电弧增材制造过程中，可根据需要综合调节焊枪、导磁铁芯、励磁线圈、和工件之间的相对位置和距离。
本技术和设备工作过程与作用原理：
如图1所示，在工作过程中，本实用新型的励磁线圈5通以励磁电流，产生外加磁场，外加磁场通过导磁芯棒4的传导作用施加在靠近的熔池上，通过调节水平定位夹2和倾斜定位夹3的可以改变导磁芯棒4相对于熔池的位置和距离，进而改变外加磁场环境，从而达到实际电弧增材制造中不同的控制需要；本实用新型励磁线圈5产生的外加磁场能够对电弧和熔池施加具有纵向和横向的分量的变位磁场，使熔池产生周向搅拌和偏向熔池一侧复合的强制对流运动，这种对流运动能够冲刷熔池结晶面，细化晶粒，能够推动熔融金属向熔池边界运动，从而减小熔深，增大焊道宽高比，使得熔积层横截面形貌更加平缓，宽高比大的熔积层形貌更有利搭接，这种熔积层形貌改变将对提高搭接熔积层几何尺寸精度和表面质量有积极意义；同时电磁搅拌作用有利于熔池中气体的排出，使熔池对流加速，传热导加快，使得熔池对基板的温度梯度减小，晶粒尺度与方向一致性较好，在磁场辅助熔积下晶粒更加细密，有助于提高成形件的力学性能、减小各向异性 。
通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。
Claims (4)
1.变位姿磁场辅助电弧增材制造设备，其特征在于：它包括电弧熔积装置，位姿调节装置和励磁装置；
所述电弧熔积装置为熔化极气体保护焊枪（1）；
所述位姿调节装置包括水平定位夹（2）和倾斜定位夹（3）；
所述励磁装置包括导磁芯棒（4）和励磁线圈（5）。
2.根据权利要求1所述的变位姿磁场辅助电弧增材制造设备，其特征在于：所述水平定位夹（2）分为柱形夹持端和悬臂端，柱形夹持端通过两颗紧固螺栓对柱形夹施加紧固压力固定在焊枪（1）上，悬臂端上加工有长形孔洞用以通过紧固螺栓固定倾斜定位夹（3），能够通过调节固定位置改变励磁装置的姿态。
3.根据权利要求1所述的变位姿磁场辅助电弧增材制造设备，其特征在于：所述倾斜定位夹（3）由对称的两个夹片组成，夹片一端为平面夹另一端为柱形夹，平面夹一端通过紧固螺栓固定在水平定位夹（2）的悬臂端上，柱形夹一端夹持着导磁芯棒（4），由紧固螺栓固定，使得导磁芯棒（4）对准电弧熔积的熔池。
4.根据权利要求1所述的变位姿磁场辅助电弧增材制造设备，其特征在于：所述励磁线圈（5）缠绕在导磁芯棒（4）上。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109732183A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-05-10 | 湘潭大学 | 一种磁控等离子弧增材制造方法 |
| CN111168194A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-19 | 佛山国防科技工业技术成果产业化应用推广中心 | 基于四极磁场控制电弧增材制造的方法及四极磁场系统 |
| CN111185651A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-22 | 南京理工大学 | 一种可调节式磁场协同电弧增材系统及增材方法 |
| CN113798632A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-12-17 | 华中科技大学 | 一种电弧熔丝增材制造的成形方法 |
| CN114160932A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-11 | 南京理工大学 | 高频tig辅助双丝小电流熔化极电弧增材高氮钢的装置及方法 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109732183A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-05-10 | 湘潭大学 | 一种磁控等离子弧增材制造方法 |
| CN109732183B (zh) * | 2019-01-21 | 2020-12-29 | 湘潭大学 | 一种磁控等离子弧增材制造方法 |
| CN111168194A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-19 | 佛山国防科技工业技术成果产业化应用推广中心 | 基于四极磁场控制电弧增材制造的方法及四极磁场系统 |
| CN111168194B (zh) * | 2020-01-14 | 2022-06-28 | 佛山国防科技工业技术成果产业化应用推广中心 | 基于四极磁场控制电弧增材制造的方法及四极磁场系统 |
| CN111185651A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-22 | 南京理工大学 | 一种可调节式磁场协同电弧增材系统及增材方法 |
| CN111185651B (zh) * | 2020-01-16 | 2022-02-15 | 南京理工大学 | 一种可调节式磁场协同电弧增材系统及增材方法 |
| CN113798632A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-12-17 | 华中科技大学 | 一种电弧熔丝增材制造的成形方法 |
| CN114160932A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-11 | 南京理工大学 | 高频tig辅助双丝小电流熔化极电弧增材高氮钢的装置及方法 |
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