基于增材制造技术的平板埋弧焊接模拟及考评装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于增材制造技术的平板埋弧焊接模拟及考评装置，包括小车、滑动座、3D打印设备主体、焊枪枪头模拟装置、物料支管、焊剂盒以及可调焊接台，可调焊接台与滑动座固定连接，小车与滑动座滑动连接，3D打印设备主体固定设于小车顶面，物料支管穿过3D打印设备主体并与之固定连接，焊枪枪头模拟装置与物料支管侧面固定连接，焊剂盒与物料支管固定连接；可调焊接台可以在不触碰焊接试板的情况下适应不同弧度的试板，更安全方便，采用3D打印技术来模拟埋弧焊接，更直观安全，增设滑动座和可调焊接台，装置功能更多，焊接精度更高，在焊剂盒内壁上涂覆有一层保护层，保证焊剂传输更加流畅。

【技术实现步骤摘要】
基于增材制造技术的平板埋弧焊接模拟及考评装置
本专利技术涉及焊接教学
，更具体地说，它涉及一种基于增材制造技术的平板埋弧焊接模拟及考评装置。
技术介绍
增材制造技术是指基于离散-堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系。基于不同的分类原则和理解方式，增材制造技术还有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印等多种称谓，其内涵仍在不断深化，外延也不断扩展，这里所说的“增材制造”与“快速成形”、“快速制造”意义相同，工业化的LSF-V大型激光立体成形装备所谓数字化增材制造技术就是一种三维实体快速自由成形制造新技术，它综合了计算机的图形处理、数字化信息和控制、激光技术、机电技术和材料技术等多项高技术的优势，学者们对其有多种描述。西北工业大学凝固技术国家重点实验室的黄卫东教授称这种新技术为“数字化增材制造”，中国机械工程学会宋天虎秘书长称其为“增量化制造”，其实它就是不久前引起社会广泛关注的“三维打印”技术的一种。西方媒体把这种实体自由成形制造技术誉为将带来“第三次工业革命”的新技术。这种技术不需要传统的刀具和夹具以及多道加工工序，在一台设备上可快速精密地制造出任意复杂形状的零件，从而实现了零件“自由制造”，解决了许多复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且产品结构越复杂，其制造速度的作用就越显著。焊接训练主要是用电焊机操作，目前焊接实训装置多需要学生亲自动手操作，在操作过程中除了操作者本人以外，附近的人因为焊接强光，很难看到焊接过程，无法直观地体会焊接的原理，且焊接设备有一定的危险性，不太适用于课堂的演示，一般只适用于经验较为丰富的学生，无法适用于初次接触焊接或者焊接经验不足的学生；现有的焊接设备大都只能用来焊接且搬动麻烦，功能较为单一；焊接板材有些带有弧度，焊接起来需要人为固定住，十分不便。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于增材制造技术的平板埋弧焊接模拟及考评装置，来解决上述一个或多个问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：基于增材制造技术的平板埋弧焊接模拟及考评装置，包括小车、3D打印设备主体以及3D打印设备控制装置，小车顶面与3D打印设备主体底面固定连接，3D打印设备主体前端与3D打印设备控制装置背面固定连接，3D打印设备主体后端固定设有线圈，线圈末端固定设有焊枪枪头模拟装置，焊枪枪头模拟装置顶部固定设有物料支管，物料支管穿过3D打印设备主体，物料支管与3D打印设备主体固定连接，物料支管远离焊枪枪头模拟装置的一端固定设有焊剂盒，小车底部设有滑动座，小车与滑动座滑动连接，滑动座靠近焊枪枪头模拟装置的一面固定设有可调焊接台。通过采用上述技术方案，本专利技术使用的是透明的3D打印材料，利用原理相似的3D打印技术模拟焊接，可以便于学生直观清楚地了解焊接的原理，3D打印机的原理是素材的堆砌，没有太大的危害性，便于新生和经验缺乏的学生进行实地训练，增设了滑动座和可调焊接台，可以放置焊接试板，便于滑动小车，丰富了装置的功能，可调焊接台可以在不触碰板材的情况下，固定带有弧度的板材，减轻了焊接操作者的压力。进一步地，焊枪枪头模拟装置包括3D打印喷头以及挤料管，挤料管顶部与物料支管侧面固定连接，挤料管底部与3D打印喷头固定连接。通过采用上述技术方案，通过挤料管和物料支管将物料经过3D打印设备主体的处理从焊剂盒输送至3D打印喷头，保证3D打印的正常进行。进一步地，滑动座包括滑动底座和走轨，走轨沿滑动底座的长度方向固定设于滑动底座顶面远离焊枪枪头模拟装置的一侧，滑动底座靠近焊枪枪头模拟装置的一面与可调焊接台的侧面固定连接。通过采用上述技术方案，小车可以在滑动座上滑动，更加灵活且占用空间大大减少。进一步地，可调焊接台包括焊接台底座、焊材安置座以及高度调节台，焊材安置座靠近焊枪枪头模拟装置的一面与滑动底座的侧面固定连接，焊材安置座远离焊枪枪头模拟装置的一面与焊接台底座的侧面固定连接，焊接台底座的顶面与高度调节台的底面固定连接。通过采用上述技术方案，焊接台可以用来放置和固定板材，可以进行埋弧焊也可以用来将两块板材成角度地焊接在一起。进一步地，高度调节台包括基座、第一旋转杆、第二旋转杆、固定杆以及焊接面，基座底面与焊接台底座顶面固定连接，第一旋转杆与基座顶面远离焊枪枪头模拟装置的一端旋转连接，焊材安置座与焊接面一端旋转连接，焊接面远离焊枪枪头模拟装置的一端与第二旋转杆旋转连接，第一旋转杆与第二旋转杆通过固定杆实现固定连接。通过采用上述技术方案，通过调节两个旋转杆来实现对不同弧度的板材的自动固定。进一步地，小车上的车轮带有凹槽，凹槽与走轨契合，车轮与走轨滑动连接。通过采用上述技术方案，小车行驶有固定的路线且滑动更加平滑，保证了焊接的稳定性。进一步地，焊接面和焊材安置座上设有关联的放置槽，放置槽内设有挡板，挡板与焊材安置座上的放置槽滑动连接，通过在放置槽内靠近焊枪枪头模拟装置的一端放置对应的垫块配合放置在槽内的板材可以实现对挡板和板材的固定。通过采用上述技术方案，可以将板材放在放置槽内，通过挡板来适应和固定不同焊接要求或尺寸的焊材。进一步地，放置槽内放置有焊接试板，本专利技术采用配套的特殊焊接试板，该焊接试板为树脂制品，焊接试板分两种：一种是能够与增材制造用的增材制造材料相融合的焊接试板，当增材制造材料融熔到焊接试板上后，其产生的高温也能将焊接试板的接触位置少许融化，从而起到融合的作用，这种焊接试板用完可能要报废。另一种是不能与增材制造用的增材制造材料相融合的焊接试板，这种焊接试板如果能通过加温等办法将3D打印的材料去除，焊接试板应当可以反复使用。第一种用于模拟普通焊接，即焊材与母材融合，第二种用于模拟钎焊，即焊材与母材不融合，这种焊接试板的熔点要高于3D打印材料，本专利技术采用的增彩材料熔点低于200℃。通过采用上述技术方案，可以采用不同的试板来进行普通焊接和钎焊的模拟，功能更加丰富、有针对性。进一步地，焊剂盒内壁上涂覆有一层保护层，保护层的制备方法是：取以下以重量计各组分原料备用：有机硅改性丙烯酸树脂20-22份、水性环氧树脂乳液16-17份、导电云母粉8-9份、甘油一硬脂酸酯3-4份、滑石粉4-7份、石墨烯7-8份、酚醛树脂12-13份、二丙二醇甲醚5.5-6.3份、玛树脂1-2份、四氢呋喃0.8-1.5份。S1、预制有机溶剂：将有机硅改性丙烯酸树脂、水性环氧树脂乳液、甘油一硬脂酸酯、酚醛树脂混合后加热至60-68℃，搅拌均匀后，保温0.5-1h；S2、制备保护涂料；将导电云母粉、滑石粉、石墨烯、二丙二醇甲醚、玛树脂、四氢呋喃加入到S1中的有机溶剂中，搅拌均匀后，将温度加热至70-75℃后保温1-1.5h；S3、处理：将S2所得的保护涂料进行超声波处理0.5-1h，然后降温至40-60℃，于800-1200r/min转速搅拌0.5h，然后冷却至室温；S4、涂覆：将S3得到的保护涂料用喷枪均匀地喷覆在焊剂盒的内壁上；S5、干燥：将S4得到的焊剂盒放置到阴凉通风处进行吹干7-8h。通过采用上述技术方案，可以保证增材打印材料更平顺的进入物料支管，且在焊剂盒内不会发生粘附的现象，节约了材料并提高了生产效率，进一步地减少了成本。进一步地，焊剂盒内的增材打印材料的熔点不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于增材制造技术的平板埋弧焊接模拟及考评装置，包括小车(1)、3D打印设备主体(2)以及3D打印设备控制装置(3)，其特征在于：所述小车(1)顶面与3D打印设备主体(2)底面固定连接，所述3D打印设备主体(2)前端与所述3D打印设备控制装置(3)背面固定连接，所述3D打印设备主体(2)后端固定设有线圈(4)，所述线圈(4)末端固定设有焊枪枪头模拟装置(5)，所述焊枪枪头模拟装置(5)顶部固定设有物料支管(6)，所述物料支管(6)穿过所述3D打印设备主体(2)，所述物料支管(6)与所述3D打印设备主体(2)固定连接，所述物料支管(6)远离所述焊枪枪头模拟装置(5)的一端固定设有焊剂盒(7)，所述小车(1)底部设有滑动座(8)，所述小车(1)与所述滑动座(8)滑动连接，所述滑动座(8)靠近所述焊枪枪头模拟装置(5)的一面固定设有可调焊接台(9)。

【技术特征摘要】
1.基于增材制造技术的平板埋弧焊接模拟及考评装置，包括小车(1)、3D打印设备主体(2)以及3D打印设备控制装置(3)，其特征在于：所述小车(1)顶面与3D打印设备主体(2)底面固定连接，所述3D打印设备主体(2)前端与所述3D打印设备控制装置(3)背面固定连接，所述3D打印设备主体(2)后端固定设有线圈(4)，所述线圈(4)末端固定设有焊枪枪头模拟装置(5)，所述焊枪枪头模拟装置(5)顶部固定设有物料支管(6)，所述物料支管(6)穿过所述3D打印设备主体(2)，所述物料支管(6)与所述3D打印设备主体(2)固定连接，所述物料支管(6)远离所述焊枪枪头模拟装置(5)的一端固定设有焊剂盒(7)，所述小车(1)底部设有滑动座(8)，所述小车(1)与所述滑动座(8)滑动连接，所述滑动座(8)靠近所述焊枪枪头模拟装置(5)的一面固定设有可调焊接台(9)。2.根据权利要求1所述的基于增材制造技术的平板埋弧焊接模拟及考评装置，其特征在于：所述焊枪枪头模拟装置(5)包括3D打印喷头(51)以及挤料管(52)，所述挤料管(52)顶部与所述物料支管(6)固定连接，所述挤料管(52)底部与所述3D打印喷头(51)固定连接。3.根据权利要求2所述的基于增材制造技术的平板埋弧焊接模拟及考评装置，其特征在于：所述滑动座(8)包括滑动底座(81)和走轨(82)，所述走轨(82)沿所述滑动底座(81)的长度方向固定设于所述滑动底座(81)顶面远离焊枪枪头模拟装置(5)的一侧，所述滑动底座(81)靠近焊枪枪头模拟装置(5)的一面与所述可调焊接台(9)的侧面固定连接。4.根据权利要求3所述的基于增材制造技术的平板埋弧焊接模拟及考评装置，其特征在于：所述可调焊接台(9)包括焊接台底座(91)、焊材安置座(92)以及高度调节台(93)，所述焊材安置座(92)靠近所述焊枪枪头模拟装置(5)的一面与所述滑动底座(81)的侧面固定连接，所述焊材安置座(92)远离所述焊枪枪头模拟装置(5)的一面与所述焊接台底座(91)的侧面固定连接，所述焊接台底座(91)的顶面与所述高度调节台(93)的底面固定连接。5.根据权利要求4所述的基于增材制造技术的平板埋弧焊接模拟及考评装置，其特征在于：所述高度调节台(93)包括基座(931)、第一旋转杆(932)、第二旋转杆(933)、固定杆(934)以及焊接面(935)，所述基座(931)底面与所述焊接台底座(91)顶面固定连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨锋，姜杰，林盛昌，黄天成，曹赛男，李彬，
申请(专利权)人：南通理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32