一种磁场复合超声振动电弧增材装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于增材制造领域，具体涉及一种磁场复合超声振动电弧增材装置及方法。包括：增材焊枪，磁控线圈，磁控电源，超声振动发生装置，超声振动电源。磁控电源控制同轴套装在增材焊枪上的磁控线圈产生纵向交变磁场对电弧形态、熔滴过渡行为、熔池流动行为进行控制；同时超声振动电源控制固定在基板底部的超声振动发生装置产生超声振动，实现基板及整个增材件进行超声振动，使得熔池在形成及凝固的整个过程中都处在超声振动的条件下。本发明专利技术可以有效控制焊缝的成形精度与质量，明显改善成型效果，有效细化晶粒，降低结晶的取向性，降低气孔率，充分释放残余应力，极大改善增材件的组织性能。

A magnetic field compound ultrasonic vibration arc additive device and method

【技术实现步骤摘要】
一种磁场复合超声振动电弧增材装置及方法
本专利技术属于增材制造领域，具体涉及一种磁场复合超声振动电弧增材装置及方法。
技术介绍
电弧增材制造技术指使用电弧作为热源将丝材熔化然后按照设计的路径堆积形成工件的成型技术。其本质是将焊接的方法优化后应用到增材领域。电弧增材制造技术成形的零件全部由焊缝组成，其致密度高且具有均匀的化学及组织成分，且在一定条件下比锻件韧性更好、强度更高。由于成型件经历了反复加热，相当于进行了多次回火和淬火，这就使得电弧增材制造技术较传统的锻造技术有先进之处。目前，利用电弧增材制造技术制造金属件在控形控性方面依然存在着较大的困难。电弧增材制造过程是实际上是一个微铸造的过程，熔池通过由“点-线-面”的过程实现零件的实体制造。在电弧增材过程中，特别是熔化极电弧增材过程中，电弧相当于一根没有强度的导线，其形态随外部干扰波动较大，不易控制，这会影响到焊缝的成形质量及精度，同时，成形过程中的熔滴过渡行为和熔池流动行为也极大影响着焊缝的成形质量及精度，但这些行为都是在没有拘束的条件下发生的，因此无法人为地做有效的优化。此外，在电弧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁场复合超声振动电弧增材装置，其特征在于，包括：/n增材焊枪(1)，熔化丝材进行增材；/n磁控线圈(2)，产生纵向交变磁场；/n磁控电源(3)，控制磁场发生，改变电流大小和交变频率能够改变磁场强度和磁场频率；/n超声振动发生装置(4)，对基板及整个增材件进行超声振动；/n超声振动电源(5)，控制超声振动的频率和振幅。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁场复合超声振动电弧增材装置，其特征在于，包括：
增材焊枪(1)，熔化丝材进行增材；
磁控线圈(2)，产生纵向交变磁场；
磁控电源(3)，控制磁场发生，改变电流大小和交变频率能够改变磁场强度和磁场频率；
超声振动发生装置(4)，对基板及整个增材件进行超声振动；
超声振动电源(5)，控制超声振动的频率和振幅。


2.根据权利要求1所述的一种磁场复合超声振动电弧增材装置，其特征在于，所述增材焊枪(1)为单丝CMT电弧增材焊枪，可在CMT、脉冲、非脉冲直流等多种工作模式下进行增材工作。


3.根据权利要求1所述的磁场复合超声振动电弧增材装置，其特征在于，所述磁控线圈(2)铁芯内径大小与增材焊枪(1)外径一致，同轴套装在增材焊枪(1)上，铁芯壁厚5mm，有效缠绕线圈高度100mm，可绕线圈匝数100～500匝，并在顶部设计有三个周向均匀分布的螺孔用于磁控线圈(2)的固定，铁芯采用软铁材料加工制成，线圈断电即失去磁性，磁控线圈(2)产生的磁力线以焊丝轴线为中心成轴对称分布，与增材件表面相垂直。


4.根据权利要求1所述的磁场复合超声振动电弧增材装置，其特征在于，所述磁控电源(3)能够使磁控线圈(2)产生50Hz到5000Hz的交变磁场，电流调节范围1-5A。


5.根据权利要求1所述的磁场复合超声振动电弧增材装置，其特征在于，所述超声振动发生装置(4)安装在基板底部，对基板及基板上的整个增材件进行超声振动，实现整个增材过程中的熔池超声振动条件下凝固。


6.根据权利要求1所述的磁场复合超声振动电弧增材装置，其特征在于，所述超声振动电源(5)控制超声振动发生装置(4)振动频...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭勇，方辉，王克鸿，李凡，高显鹏，钱旭升，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32