本发明专利技术涉及一种电弧增材专用辅助焊丝振动装置，包括振动电源部分、固定装置部分、微型偏振马达部分和控制面板部分。所述微型振动马达通过传动连杆与振动电源相连，振动电源通过螺纹连接固定在固定装置上；本发明专利技术通过微型偏振马达将简谐振动能量传递到焊丝端部，在电弧增材过程中焊丝端部振动能够起到搅拌熔池的作用，从而有利于熔池中的气泡逸出减少增材组织的气孔缺陷并且起到细化晶粒的作用。此外，在使用电弧增材制备铝基复合材料时，焊丝端部振动引起熔池流动有助于改善熔融金属与陶瓷颗粒之间的润湿性，并且可以使得颗粒均匀弥散分布在熔池中，进而起到细晶强化与弥散强化的作用，有效提升材料极限抗拉强度。
【技术实现步骤摘要】
一种电弧增材专用辅助焊丝振动装置
本专利技术涉及电弧增材领域，特别是改善电弧增材气孔缺陷及组织调控领域。
技术介绍
电弧增材作为一种以电弧为热源进行增材制造的技术，电弧产热熔化焊丝后进行逐层堆积成形，然而受制于逐层堆积成形的物理特性的影响，高的冷去速率使得熔池中的气体来不及全部散逸从而留存在沉积层内部形成气孔缺陷，致使材料整体性能受损并且气孔缺陷极有可能成为材料断裂的裂纹源。此外，在添加陶瓷纳米颗粒+电弧增材制备复合材料的过程中，添加的颗粒在熔池中容易发生团聚，使得熔池中的形核质点减少，导致细化效果变差，更为重要的是添加颗粒后使得层间润湿性变差从而影响增材成形。因此，如何改变添加颗粒与熔融金属之间的润湿性同样是一个值得重视的问题。因此，为了加速颗粒在熔池中的弥散及降低增材孔隙率，有必要改善熔池的流动性。因此，专利技术设计了一种辅助送丝机构振动的装置使得送丝机构振动产生振动能量，通过焊丝端部将能量传递熔池中，起到搅拌作用同时改善颗粒与熔融金属之间的润湿性。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电弧增材专用辅助焊丝振动装置，以解决现在技术中的问题。根据本专利技术的第一方面，提供一种电弧增材专用辅助焊丝振动装置，包括振动电源部分、固定装置部分、微型振动马达部分和控制面板部分。优选地，所述电弧增材专用辅助焊丝振动装置，其特征在于，所述振动电源通过螺纹连接固定在固定装置上。优选地，所述电弧增材专用辅助焊丝振动装置，其特征在于，所述固定装置通过过盈配合装配在送丝机构上并且可在送丝机构上滑动调整其位置，确定位置后可以通过螺纹连接进一步固定。优选地，所述电弧增材专用辅助焊丝振动装置，其特征在于，所述固定装置部分为圆柱体，其侧壁上有了两个对称放置的螺纹孔用于螺纹连接，其一侧截面为长方形用以与振动电源更好地接触从而使得振动更好地传递到送丝机构上，且前端部分留有螺纹孔用以与振动电源螺纹连接。优选地，所述电弧增材专用辅助焊丝振动装置，其特征在于，控制面板上布置有电源开关与滑动调节振动频率的控制器。优选地，所述电弧增材专用辅助焊丝振动装置，其特征在于，振动电源底部为长方形的平面，前端留有螺纹孔用以与固定装置进行螺纹连接。根据本专利技术的第二方面，提供一种一种电弧增材专用辅助焊丝振动装置的使用方法，包括如下步骤。步骤一：在准备进行电弧增材前，首先通过过盈配合把固定装置装配在送丝机构上，滑动调节其到合适的位置后通过螺纹连接固定在送丝机构上。步骤二：待固定装置装配完成后，把振动电源通过螺纹连接固定在固定装置上，并装上电池，检查是否可以正常启动。步骤三：待电弧增材其他工作准备完成后，打开振动电源上控制面板的开关，使其振动，并滑动调节频率的控制器以得到合适的振动频率。步骤四：启动引弧按钮，引弧，开始电弧增材，振动的送丝机构起到搅拌熔池的作用，观察熔池可以发现熔池的流动性明显增强，且由于熔池流动性增强有效改善了颗粒与丝材之间的润湿性，可以明显观察到丝材熔化后直接铺展覆盖在颗粒表面，成形良好。步骤五：电弧增材完成后熄弧，经过一小段时间后关闭开关停止振动，卸去振动电源后再卸去固定装置，电弧增材过程结束。本专利技术提供的一种电弧增材专用辅助焊丝振动装置及方法，利用振动传递原理使得微形振动马达产生的简谐振动能量传动到焊丝端部，在电弧增材的过程中起到搅拌熔池的作用。这种搅拌作用使得熔池底部的气体可以快速逸出熔池，起到了降低空隙率的效果。同时，在添加颗粒的电弧增材制备复合材料的过程中，这种熔池搅拌作用可以避免颗粒的团聚从而使得颗粒在熔池中均匀弥散的分布，在熔池中起到了形核质点的作用有利于形核，熔池凝固后均匀弥散分布的颗粒起到了细晶强化与弥散强化的作用，明显提高了材料的抗拉强度与硬度，显著提升了材料的性能。更为重要的是，这种带动熔池搅拌的作用，从流体动力学的角度改善了添加颗粒与熔敷金属之间的润湿性，进而在增材过程中丝材熔化后可以均匀地铺展覆盖在颗粒地表面，得到成形良好的复合材料。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和有点将更为清楚，在附图中。图1为电弧增材专用辅助焊丝振动装置的等轴测示意图，图2为电弧增材专用辅助焊丝振动装置的三视图。图3为电弧增材专用辅助焊丝振动装置装配后的等轴测示意图，图4为电弧增材专用辅助焊丝振动装置装配后的三视图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术的各种实施例，在各个附图当中，相同的原件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中有些部分没有按照比例绘制；此外，在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的斜街部分，对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术，为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。如图1、图2所示，本专利技术提供的电弧增材专用辅助焊丝振动装置包括包括振动电源部分301、固定装置部分303、微型振动马达部分304和控制面板部分302；由图3、图4所示为电弧增材专用辅助焊丝振动装置装配到实际使用的电弧增材装置上后其中100为电弧增材过程中使用的焊枪对电弧增材提供必要的热输入以供熔化丝材，200为电弧增材中的母材，电弧增材在母材上进行，300为辅助焊丝振动装置，400为送丝机构为电弧增材提供必要的丝材。其中辅助焊丝振动装置300通过过盈配合套在送丝机构上，可以在送丝机构上进行一定范围内的滑动，待确定其位置后通过固定装置上的螺纹孔303与送丝机构固定在一起，振动电源301通过其前端的螺纹孔采用螺纹连接固定在固定装置303上，微型振动马达304通过传动连杆与振动电源301直接相连，控制面板302直接设计在振动电源的后侧用以方便直接地控制辅助焊丝振动装置。在进行颗粒添加地电弧增材过程中，在增材开始前首先开启辅助焊丝振动装置300上的控制面板302上的开关，调节控制面板上的控制器以获得合适地振动频率，随后调节送丝机构400与焊枪100的位置，方可进行引弧开始电弧增材过程。由于传动连杆以及各种螺纹连接与过盈配合连接的作用，使得微型振动马达304的振动可以稳定传递到送丝机构400上，带动焊丝振动，从而使得焊丝在电弧增材的过程中可以起到搅拌熔池的作用，从而使得电弧增材过程中熔池中的气体加速逸出以减少成形后气孔缺陷；此外，搅拌熔池带来的流体动力学作用有助于改善送丝机构400与添加颗粒之间的润湿性，从而更好地令丝材熔化后均匀铺展熔覆在添加颗粒的表面，得到成形良好的电弧增材组件。同时，焊丝振动产生的熔池搅拌效果使得添加的颗粒更为均匀弥散地分布在熔池中起到形核质点地作用，使得电弧增材成形地晶粒尺寸更加地细小对成形组织产生细晶强化的作用，此外颗粒地弥散分布在熔池冷却成形后也能起到弥散强化的作用，这两种强化机制共同使得电弧增材制备得到的添加颗粒的复合材料具有极佳的性能，相比较于母材来说抗拉强度、硬度等性能都有了效果显著的提升。本专利技术提供的电弧增材专用辅助焊丝振动装置：在准备进行电弧增材前，首先通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电弧增材专用辅助焊丝振动装置，其特征在于，所述装置包括振动电源部分、固定装置部分、微型偏振马达部分和控制面板部分。/n
【技术特征摘要】
1.一种电弧增材专用辅助焊丝振动装置，其特征在于，所述装置包括振动电源部分、固定装置部分、微型偏振马达部分和控制面板部分。
2.根据权利要求1所述的电弧增材专用辅助焊丝振动装置，其特征在于，所述微型振动马达通过传动连杆与振动电源直接相连，所述控制面板设计振动电源一侧。
3.根据权利要求1所述的电弧增材专用辅助焊丝振动装置，其特征在于，所述振动电源通过螺纹连接固定在固定装置上。
4.根据权利要求1所述的电弧增材专用辅助焊丝振动装置，其特征在于，所述固定装置通过过盈配合装配在送丝机构上并且可在送丝机构上滑动调整其位置，确定位置后可以通过螺纹连接进一步固定。
5.根据权利要求1所述的电弧增材专用辅助焊丝振动装置，其特征在于，所述固定装置部分为圆柱体，其侧壁上有了两个对称放置的螺纹孔用于螺纹连接，其一侧截面为长方形，且前端部分留有螺纹孔用以与振动电源螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的电弧增材专用辅助焊丝振动装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙清洁，刘一搏，靳鹏，董镈珑，李军兆，陈富康，杨欢，周英豪，陶逍飏，任惠圣，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东;37
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