A device for realizing wire arc casting and increasing material manufacturing is advanced in the field of advanced manufacturing technology. It solves the problem of sample size accuracy and surface quality, limited heat input and low forming efficiency when wire material is added to manufacture. The device includes a forming die, a connecting rod, an elongate rod, a support, an auxiliary fixture and a bolt nut for the connection. The forming die is installed on the connecting rod, and the connecting rod and the elongating rod are connected through the bolt shaft and nut, and can rotate relative to the bolt shaft. The extension rod passes through the bottom hole of the vertical pole of the bracket and is clamped and fixed by the nut, and the bracket is fixed on the welding gun. Increase in material manufacturing process remains forming die forming surface and the molten metal contact constraint and cooling molten metal, the molten metal in the mold under the constraint of continuous micro casting forming, so as to realize the wire arc increasing material manufacturing, improve the dimensional accuracy and surface quality of the sample, and the electric arc energy due to no the molten pool flow is limited, thereby improving the forming efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种实现丝材电弧熔铸增材制造的装置
本专利技术属于先进制造
,提供一种实现丝材电弧熔铸增材制造的装置,用于零件及模具的丝材电弧增材制造,提高样品尺寸精度及表面质量,并提高成形效率。
技术介绍
丝材电弧增材制造(WireArcAdditiveManufacturing,WAAM)以非熔化极、熔化极或等离子弧等电弧作热源,通过不断熔化丝材逐层堆积成形,具有成形尺寸大、设备简单、成本低、材料利用率和沉积效率高等优势,熔覆率可达50~130g/min,是生产中大型零件的实用方法,已成为可实现高质量金属零件经济快速成形的方法之一。各种电弧焊方法如TIG(钨极氩弧焊)、GMAW(金属极气体保护焊)、PTA(等离子弧堆焊),微束等离子弧都已用于增材制造技术。TIG焊比GMAW具有较低的能量输入、不易飞溅,组织形貌稳定性高,因此在WAAM中得到了较多的应用。但TIG焊时因电弧、焊丝的非同轴特征,在成形路径复杂多变时,送丝方向与焊枪运动方向的相位关系的保持依赖于行走机构,增大了成形、控制系统的复杂性。GMAW方法虽然热输入较高,但是成形速率更快,而且以焊丝作为电极,弧、丝具有同轴性,成形位置的可达性更好。特别是继Fronius公司开发出冷金属过渡(CMT)技术后,克服了常规GMAW的诸多弊端,CMT技术在WAAM成形领域展现出独特的优势。但WAAM电弧熔池体积较大,冷态原材料、电弧吹力、电源特性等扰动因素的存在,使得熔池成为一个不稳定的系统,这限制了热输入的提高,且焊道表面形状不均匀,零件精度及表面质量较差。成形过程中熔池体积及形状的稳定是保证成形精度的基础,其影响因 ...
【技术保护点】
一种实现丝材电弧熔铸增材制造的装置,整体结构呈“[”形,包括成形模具、连接杆、伸长杆、支架、辅助夹具及其连接用螺栓螺母,该装置固定于焊枪上,在增材制造过程中始终保持成形模具的成形面与熔池金属接触,约束并冷却熔池金属,使熔池金属在模具约束下连续微熔铸凝固成形,从而实现丝材电弧熔铸增材制造,本专利技术装置特征在于:所述成形模具通过螺纹连接安装于连接杆上,连接杆与伸长杆通过螺栓轴连接,并可绕螺栓轴相对转动,伸长杆穿过支架竖直杆底部孔并利用螺母夹紧固定,支架利用辅助夹具及螺栓螺母夹紧固定于焊枪上;单道薄壁样品成形时采用双侧成形装置,两套上述装置相对于熔池对称安装;厚大样品成形时除每层的第一道外,熔池单侧采用上述成形装置;通过调整支架在焊枪上的夹持位置可以调整增材制造时焊枪喷嘴距样品表面的距离,或调整成形模具与熔池在电弧轴线方向的相对位置;通过调整伸长杆在支架上的位置,可以调整模具成形面距电弧中心的距离,从而调整焊道宽度;所述连接杆相对于伸长杆可以绕其连接轴转动,从而调整模具成形面的倾角;根据制造样品的结构及成形过程中电弧移动路径的不同,成形模具采用不同的结构设计,成形面可以是平面,也可以是弧形 ...
【技术特征摘要】
1.一种实现丝材电弧熔铸增材制造的装置,整体结构呈“[”形,包括成形模具、连接杆、伸长杆、支架、辅助夹具及其连接用螺栓螺母,该装置固定于焊枪上,在增材制造过程中始终保持成形模具的成形面与熔池金属接触,约束并冷却熔池金属,使熔池金属在模具约束下连续微熔铸凝固成形,从而实现丝材电弧熔铸增材制造,本发明装置特征在于:所述成形模具通过螺纹连接安装于连接杆上,连接杆与伸长杆通过螺栓轴连接,并可绕螺栓轴相对转动,伸长杆穿过支架竖直杆底部孔并利用螺母夹紧固定,支架利用辅助夹具及螺栓螺母夹紧固定于焊枪上;单道薄壁样品成形时采用双侧成形装置,两套上述装置相对于熔池对...
【专利技术属性】
技术研发人员:张元彬,王珂,王泽利,肖飞,史传伟,孙俊华,
申请(专利权)人:山东建筑大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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