The utility model discloses an arc augmenting material manufacturing equipment assisted by electromagnetic field and forced processing, which changes heat and mass transfer in the molten pool through an external magnetic field, and changes stress distribution state of the formed workpiece through plastic forced processing, thereby changing the melting process, including solidification and crystallization of the molten pool, solid phase transformation to recrystallization and plastic deformation. The whole forming process of the forming part is controlled by electromagnetic, thermal and mechanical fields, and the metallurgical, microstructure, stress and strain distribution of the forming part are controlled to improve the performance of the forming part. Using the electromagnetic force of magnetic field on arc deposited pool, the pool is stirred to refine the grain, change the forming structure and restrain the defect. The weld bead is forced to work plastically through the forced processing device followed by welding torch, so as to reduce the residual stress of weld bead, refine the grain and improve the fatigue resistance and crack resistance of formed parts.
【技术实现步骤摘要】
电磁场与受迫加工复合辅助的电弧增材制造设备
本技术属于增材制造领域,具体涉及能够提高电弧增材制造零件机械性能的磁场与受迫加工复合辅助的电弧增材制造技术。
技术介绍
电弧增材制造是一种以焊接电弧为热源的金属增材制造技术。电弧增材制造以丝材为成形材料,熔积效率高,设备和原材料投入低,可以直接成形多种金属材料,在大中型金属零件快速制造、修复再制造等领域具有广阔的应用前景。电弧增材制造零件的主要问题:1)电弧增材制造零件经历复杂的热循环,残余应力分布复杂,成形件容易变形、开裂;2)成形零件微观组织转变复杂,主要体现为组织粗大、不均匀和各向异性,以及难以避免气孔、夹杂、成分偏析等冶金缺陷。这些问题降低了电弧增材制造零件整体的力学性能,从而制约了电弧增材制造技术的大规模应用推广。目前电弧增材制造研究中微观组织和性能调控主要通过工艺参数优化和引入受迫加工的方法,工艺参数优化的方法需要进行大量的工艺实验,且有一定的局限性;引入受迫加工对降低残余应力和细化晶粒有一定的效果,但难以抑制电弧熔积的冶金缺陷。
技术实现思路
本技术的主要目的是提供一种磁场与受迫加工复合辅助电弧增材制造技术及装置,以解决现有技术中提及的上述问题。为了解决上述技术问题,本技术提出以下技术方案:电磁场与受迫加工复合辅助的电弧增材制造设备,它包括焊枪,所述焊枪的轴线垂直与基板,所述焊枪安装在焊枪行走机构上,所述焊枪行走机构上安装有受迫加工装置,所述受迫加工装置位于已熔积成形焊道的正上方;所述焊枪上或者焊枪行走机构安装有跟随焊枪移动的电磁发生装置。所述焊枪的焊接工艺参数、电磁发生装置的励磁参数以及受迫加工装置的作用 ...
【技术保护点】
1.电磁场与受迫加工复合辅助的电弧增材制造设备,它包括焊枪(2),所述焊枪(2)的轴线垂直与基板(5),所述焊枪(2)安装在焊枪行走机构上,所述焊枪行走机构上安装有受迫加工装置(1),所述受迫加工装置(1)位于已熔积成形焊道(4)的正上方;所述焊枪(2)上或者焊枪行走机构安装有跟随焊枪(2)移动的电磁发生装置(3)。
【技术特征摘要】
1.电磁场与受迫加工复合辅助的电弧增材制造设备,它包括焊枪(2),所述焊枪(2)的轴线垂直与基板(5),所述焊枪(2)安装在焊枪行走机构上,所述焊枪行走机构上安装有受迫加工装置(1),所述受迫加工装置(1)位于已熔积成形焊道(4)的正上方;所述焊枪(2)上或者焊枪行走机构安装有跟随焊枪(2)移动的电磁发生装置(3)。2.根据权利要求1所述的电磁场与受迫加工复合辅助的电弧增材制造设备,其特征在于:所述焊枪(2)的焊接工艺参数、电磁发生装置(3)的励磁参数以及受迫加工装置(1)的作用位置和作用力参数采用独立调节,但运行过程中各装置是同时动作的。3.根据权利要求1所述的电磁场与受迫加工复合辅助的电弧增材制造设备,其特征在于:所述电磁发生装置(3)的励磁线圈直接缠绕在焊枪(2)的主轴上,在熔池区域直接产生与焊枪同轴方向的磁场。4.根据权利要求1所述的电磁场与受迫加工复合辅助的电弧增材制造设备,其特征在于:所述电磁发生装置(3)的励磁线圈缠绕在导磁铁芯(6)上,所述导磁铁芯(6)通过可调节支架固定安...
【专利技术属性】
技术研发人员:周祥曼,田启华,柏兴旺,张海鸥,杜义贤,
申请(专利权)人:三峡大学,
类型:新型
国别省市:湖北,42
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