本发明专利技术公开了一种高氮钢电弧增材直壁体侧向保护装置，该装置中圆柱形壳体通过固定阀固定在焊枪上，伸缩导管一端与圆柱形壳体固定连接，伸缩导管在垂直和平行圆柱形壳体的方向上可以进行横向和纵向的位移，另一端和导气平板相接；进气接口一端接协同送气调节阀，另一端和导气平板相接；协同送气调节阀调节送入导气平板的气体流量并协同焊机进行送气；导气平板面向增材工件的平面上开有导向气孔，进入导气平板的保护气从导向气孔射到试件的侧面，进而在试件的侧面形成气体保护氛围。本发明专利技术的装置增加了电弧增材过程中保护气体的有效保护面积，特别是增材件的上表面和侧面位置；减少了增材件的氧化、气孔。
【技术实现步骤摘要】
一种高氮钢电弧增材直壁体侧向保护装置
本专利技术涉及增材制造
，具体的涉及一种高氮钢电弧增材直壁体侧向保护装置。
技术介绍
金属增材制造是基于逐层累积思想进行零件成形的一种技术。其制造过程是：首先根据需求设计出零件模型，并将设计好的零件模型导入计算机；接着利用计算机辅助设计技术实现平层切片、增材路径规划；然后通过相应的数控设备实现金属粉末或丝材堆积制造得到完整的实体零件。增材制造技术拓宽了制造行业的
，突破了传统制造技术所不能及的制造水平。目前，金属增材制造常见的热源有激光、电子束和电弧，其中，电弧因其熔敷效率高，生产成本低，在大中型构件成形具有很大的潜力。高氮钢因其优异的综合力学性能和耐腐蚀性而受到人们的广泛关注。但是高氮钢电弧增材过程中飞溅大以及氮的溢出，熔敷金属表面有气孔、氧化等。以高氮钢电弧增材直壁体为例，在增材过程中，随着直壁体件高度的增加，直壁体侧面因保护气体保护不充分，容易出现氧化、气孔等问题。这些问题影响了高氮钢的优异性能，一定程度上制约了高氮钢电弧增材的发展。目前，针对焊接过程中气体保护装置的专利技术有很多，但专门针对高氮钢电弧增材保护气体有效保护范围涵盖到侧向的装置并不多见。2018年由中国航空制造技术研究院赵海涛、郑斌、陶军等人公开的专利号为CN109226958A的专利技术专利名为一种随焊气体保护装置红开了一种焊接气体保护装置，具体是用于对激光-电弧复合焊接熔池和高温区域进行随焊气体保护。虽然该装置也能实现对焊接熔池的保护，但该装置依然是采用垂直基板方向从上往下送气，对焊件的侧面仍不能实现充分的保护。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供了一种高氮钢电弧增材直壁体侧向保护装置。实现本专利技术目的提供一种高氮钢电弧增材直壁体侧向保护装置，该装置包括：上端的圆柱形壳体、固定阀、伸缩导管、“倒Y”形接口和下端的导气平板；其中，圆柱形壳体通过固定阀固定在焊枪上，伸缩导管一端与圆柱形壳体固定连接，伸缩导管在垂直和平行圆柱形壳体的方向上可以进行横向和纵向的位移，另一端和导气平板相接；“倒Y”形接口一端接协同送气调节阀，另一端和导气平板相接；协同送气调节阀调节送入导气平板的气体流量并协同焊机进行送气；导气平板面向增材工件的平面上开有导向气孔，进入导气平板的保护气从导向气孔射到试件的侧面，进而在试件的侧面形成气体保护氛围。进一步的，圆柱形壳体为空心结构，外圆直径为50～60mm，内圆直径为40～45mm，柱形壳体轴线和导丝嘴轴线重合；开在圆柱形壳体上的两对安装孔，上面一对用于安装固定阀，下面一对用于安装伸缩导管；两个固定阀贯穿圆柱形壳体；圆柱形壳体套接到焊枪合适位置后，通过固定阀实现该装置在焊枪上的固定。进一步的，伸缩管道具有伸长和缩短的功能，伸缩管道上标有刻度，其中，最大伸长长度为50mm，最小缩短长度为1mm，伸缩导管一端是螺柱，通过螺钉紧固的方式安装到圆柱形壳体的相应位置；伸缩管的另一端开有活性的插接接头，用于实现伸缩管道和导气平板的连接。进一步的，圆柱形壳体的两个对称安装的导气平板通过活动插接接头与伸缩管道相连接，其是一个横截面为三角形的柱体；其中，三角形截面底边长30mm，高15mm，导气平板开有导向气孔所在的面是一个长为40mm，宽为30mm的矩形平面；柱体内部开有通气体的腔室，三角形底边所在平面开有导向气孔，通入导气平板腔内的保护气通过导向气孔喷射出来。进一步的，所开的导向气孔直径为1～1.5mm，其中，以导气平板面每间隔2～2.5mm均匀开一个导向气孔，且在垂直方向上，前两排所开导向气孔成30°角斜向下，其余导向气孔垂直导气板平面。进一步的，两个导气平板对称地安插在伸缩管道上，两个导气平板安装好后，导向气孔相对位置导向气孔的连线相互平行。进一步的，所装置中导气平板顶端开有进气接口，通入的气体通过“倒Y”形接口把气体分成两路，分别接入左右导气平板的进气口；导气平板的进气口开在导向气孔所在平面对面的中心位置；通入导气平板内的气体相互独立，互不干扰。进一步的，装置中协同送气调节阀接在保护气送气端和“倒Y”形进气口之间，内置焊机触发装置，焊机起弧气阀打开，焊机熄弧气阀关闭，同时，也可根据需求，使气阀提前送气和滞后送气；协同送气调节阀上装有气体流量调节开关，并设有气体流量显示表，可根据实验需求，调节送入导气平板的气体流量。进一步的，装置的“倒Y”形接口有三个接口，一个进气口，两个出气口，保护气体从气瓶送出，经协同送气调节阀进入“倒Y”形的进气口，进入“倒Y”形进气口的保护气，均分成两路，分别进入两侧的导气平板。结合上述可能的实现方式，作为优选方式，所述装置选用铜质材料加工。本专利技术相对于现有技术相比具有显著优点为：1、本专利技术的装置是用于解决高氮钢增材过程中增材件侧向因保护气体保护不充分而出现氧化、气孔的问题，但又不局限于高氮钢丝材增材，还可用于其他丝质材料的增材过程的保护；2、该装置通过导气腔道和导气平板的结合，能够把通入的保护气体导向增材件的上表面和侧表面，从而加宽了保护气体对增材件的有效保护面积，减小增材件的氧化程度，增材件的上表面和侧面位置；，提高了增材件的成形质量；本专利技术增加了电弧增材过程中保护气体的有效保护面积，特别是减少了增材件的氧化、气孔。附图说明图1是本专利技术装置的工作示意图。图2是本专利技术装置的“倒Y”形接口示意图。图中：1是圆柱体壳体；2是固定阀；3是导气平板；4是伸缩导管；5是导向气孔；6是导电嘴；7是进气接口；8是喷嘴；9是直壁体试件；10是进气口；11是出气口。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明：以福尼斯CMT单丝焊机增材高氮钢单道多层的直壁体为例。如图1所示，是所述装置的工作示意图。圆柱体壳体1两端有两个固定阀2，把圆柱体壳体1套装到焊枪喷嘴8合适位置后调节固定阀2进行固定。紧固过程中通过调节固定阀2，使圆柱形壳体1轴线和导电嘴6轴线重合。增材过程中，焊丝从导电嘴6送出，保护气体(N2/Ar)进入“倒Y”形接口7的进气口10后被均分成左右两路进入导气平板3。进入导气平板的保护气体通过导向气孔喷射出来。所述装置和焊枪紧固连接，装置跟着焊枪做相同的运动。如图1所示。导气平板3是一个具有内部腔室的空心三棱柱体，三角形底边所在的平面上开有导向气孔5，导气平板一端封闭，另一端为活性插接接口，通过插接的方式与伸缩导管4相连接。在这个实施例中选择宽30mm×高15mm和宽30mm×高30mm尺寸规格三棱柱体的导气平板3。导气平板3尺寸以及形状可根据需求进行选择和设定，并不局限于附图和本实施例中的规格。导向气孔5开在三角形底边所在的平面上，导向气孔开设的数量以及开设的位置因导气平板3的尺寸规格的不同而不同，气孔直径不大于2mm。要引起注意的是，所述的两个导气平板3要对称地安插在柱形壳体1上，两个导气平板3安装好后，导向气孔5相对位置导向气孔的连线相互平行。图1是所述装置工作示意图本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高氮钢电弧增材直壁体侧向保护装置，其特征在于，该装置包括：上端的圆柱形壳体(1)、固定阀(2)、伸缩导管(4)、进气接口(7)和下端的导气平板(3)；其中，圆柱形壳体(1)通过固定阀(2)固定在焊枪上，伸缩导管(4)一端与圆柱形壳体(1)固定连接，伸缩导管(4)在垂直和平行圆柱形壳体(1)的方向上可以进行横向和纵向的位移，另一端和导气平板(3)相接；进气接口(7)一端接协同送气调节阀，另一端和导气平板(3)相接；协同送气调节阀调节送入导气平板(3)的气体流量并协同焊机进行送气；导气平板(3)面向增材工件的平面上开有导向气孔(5)，进入导气平板(3)的保护气从导向气孔(5)射到试件(9)的侧面，进而在试件的侧面形成气体保护氛围。/n
【技术特征摘要】
1.一种高氮钢电弧增材直壁体侧向保护装置，其特征在于，该装置包括：上端的圆柱形壳体(1)、固定阀(2)、伸缩导管(4)、进气接口(7)和下端的导气平板(3)；其中，圆柱形壳体(1)通过固定阀(2)固定在焊枪上，伸缩导管(4)一端与圆柱形壳体(1)固定连接，伸缩导管(4)在垂直和平行圆柱形壳体(1)的方向上可以进行横向和纵向的位移，另一端和导气平板(3)相接；进气接口(7)一端接协同送气调节阀，另一端和导气平板(3)相接；协同送气调节阀调节送入导气平板(3)的气体流量并协同焊机进行送气；导气平板(3)面向增材工件的平面上开有导向气孔(5)，进入导气平板(3)的保护气从导向气孔(5)射到试件(9)的侧面，进而在试件的侧面形成气体保护氛围。
2.如权利要求1所述的高氮钢电弧增材直壁体侧向保护装置，其特征在于，圆柱形壳体(1)为空心结构，外圆直径为50～60mm，内圆直径为40～45mm，柱形壳体轴线和导丝嘴轴线重合；开在圆柱形壳体(1)上的两对安装孔，上面一对用于安装固定阀(2)，下面一对用于安装伸缩导管；两个固定阀(2)贯穿圆柱形壳体(1)；圆柱形壳体(1)套接到焊枪合适位置后，通过固定阀(2)实现该装置在焊枪上的固定。
3.如权利要求1所述的高氮钢电弧增材直壁体侧向保护装置，其特征在于，伸缩管道具有伸长和缩短的功能，伸缩管道上标有刻度，其中，最大伸长长度为50mm，最小缩短长度为1mm，伸缩导管一端是螺柱，通过螺钉紧固的方式安装到圆柱形壳体(1)的相应位置；伸缩管的另一端开有活性的插接接头，用于实现伸缩管道和导气平板(3)的连接。
4.如权利要求1所述的高氮钢电弧增材直壁体侧向保护装置，其特征在于，圆柱形壳体(1)的两个对称安装的导气平板(3)通过活动插接接头与伸缩管道相连接，其是一个横截面为三角形的柱体；其中，三角形截面底边长30mm，高15mm，导气平板(3)开有导向气孔(5)所在的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨东青，王小伟，金鸣，李晓鹏，范霁康，黄勇，彭勇，王克鸿，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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