一种电弧增材制造装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种电弧增材制造装置及方法，涉及增材制造技术领域，该电弧增材制造装置包括积水件、基板、焊枪、储水件以及冷却水喷头，积水件设置有积水腔以及与积水腔连通的第一出水口，基板位于积水腔内，基板远离积水腔的底壁的一侧形成工作区域，焊枪用于在工作区域内进行多层焊道的熔覆，储水件设置进水口和第二出水口，进水口与第一出水口连通，以使积水件内的冷却水可回流入储水件，第二出水口与冷却水喷头连通，冷却水喷头用于朝位于工作区域内的焊道喷洒冷却水。该电弧增材制造装置及方法可以对形成后的焊道进行快速降温，改善热积累效应剧烈的问题，提高成型后的工件的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电弧增材制造装置及方法
本专利技术涉及增材制造
，具体而言，涉及一种电弧增材制造装置及方法。
技术介绍
增材制造技术是以CAD/CAM等三维设计工业软件为基础，建立相应零构件的三维模型，以工业分层切片软件进行分层并生成相应路径轨迹，将材料按照每层的路径轨迹逐层熔覆、凝固得到所需的零构件的近净成形技术。所用的能量源主要有激光、电子束、电弧三种。其中，在电弧增材制造过程中，由于热积累效应剧烈，工件成型后的力学性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电弧增材制造装置及方法，其能够有效地改善前述的技术问题。本专利技术的实施例是这样实现的：第一方面，本专利技术提供一种电弧增材制造装置，包括积水件、基板、焊枪、储水件以及冷却水喷头，所述积水件设置有积水腔以及与所述积水腔连通的第一出水口，所述基板位于所述积水腔内，所述基板远离所述积水腔的底壁的一侧区域形成工作区域，所述焊枪用于在所述工作区域内进行多层焊道的熔覆，所述储水件设置进水口和第二出水口，所述进水口与所述第一出水口连通，以使所述积水件内的冷却水可回流入所述储水件，所述第二出水口与所述冷却水喷头连通，所述冷却水喷头用于朝向所述工作区域内的焊道喷洒冷却水。在可选的实施方式中，所述电弧增材制造装置还包括热风机和热风喷头，所述热风喷头与所述热风机连通，所述热风喷头用于朝所述工作区域内已被冷却水冷却后的焊道喷射热风，以吹干残留的冷却水。在可选的实施方式中，所述热风喷头和所述冷却水喷头均与所述焊枪连接，所述焊枪位于所述热风喷头和所述冷却水喷头之间，所述热风喷头、所述冷却水喷头以及所述焊枪同步移动。在可选的实施方式中，所述电弧增材制造装置还包括热风管和第一阀，所述热风管的两端分别与所述热风机和所述热风喷头连通，所述第一阀设置在所述热风管上，所述第一阀用于控制所述热风管的通断。在可选的实施方式中，所述电弧增材制造装置还包括冷却水管和第二阀，所述冷却水管的两端分别与所述第二出水口和所述冷却水喷头连通，所述第二阀设置在所述冷却水管上，所述第二阀用于控制所述冷却水管的通断。在可选的实施方式中，所述电弧增材制造装置还包括回流管和第三阀，所述回流管的两端分别与所述第一出水口和所述进水口连通，所述第三阀设置在所述回流管上，所述第三阀用于控制所述回流管的通断。在可选的实施方式中，所述电弧增材制造装置还包括距离传感器和控制组件，所述距离传感器用于输出表征所述距离传感器与所述积水腔内的冷却水面之间的距离的第一信号，所述控制组件同时与所述第三阀和所述距离传感器电连接，所述控制组件用于根据所述第一信号控制所述第三阀。在可选的实施方式中，所述电弧增材制造装置还包括电磁控制器以及相对设置的两个电磁线圈，所述焊道用于设置在两个所述电磁线圈之间，所述电磁控制器同时与两个所述电磁线圈电连接，所述电磁控制器用于改变两个所述电磁线圈之间的磁场强度。在可选的实施方式中，所述电弧增材制造装置还包括控制组件、温度传感器和冷却水机，所述温度传感器用于输出表征所述焊道温度的第二信号，所述冷却水机用于调节所述储水件内的冷却水的温度和/或流量，所述控制组件同时与所述温度传感器和所述冷却水机电连接，所述控制组件用于根据所述第二信号控制所述冷却水机。在可选的实施方式中，所述电弧增材制造装置还包括储气瓶、输气管、第四阀、流量计和压力表，所述输气管的一端与所述储气瓶连通，所述输气管的另一端与所述焊枪连接，所述第四阀设置在所述储气瓶上，所述流量计和所述压力表用于分别测量所述输气管内的气体的流量以及所述储气瓶内的气体压力。第二方面，本专利技术提供一种电弧增材制造方法，使用前述实施方式任一项所述的电弧增材制造装置，所述电弧增材制造方法包括：使所述焊枪在所述工作区域内进行多层焊道的熔覆；使所述冷却水喷头朝位于所述工作区域内的焊道喷洒冷却水。本专利技术实施例的有益效果包括，例如：本专利技术实施例提供了一种电弧增材制造装置，该电弧增材制造装置包括积水件、基板、焊枪、储水件以及冷却水喷头，积水件设置有积水腔以及与积水腔连通的第一出水口，基板位于积水腔内，基板远离积水腔的底壁的一侧形成工作区域，焊枪用于在工作区域内进行多层焊道的熔覆，储水件设置进水口和第二出水口，进水口与第一出水口连通。在焊枪进行焊道熔覆的过程中，储水件内的冷却水可以经过冷却水喷头喷洒至工作区域内的焊道上，这样，冷却水可以对形成后的焊道进行快速降温，改善热积累效应剧烈的问题，提高成型后工件的力学性能。并且，进入积水腔的冷却水还可以通过第一出水口和进水口回流入储水件内，冷却水不容易从积水腔内溢出，不会对其它部件的工作造成影响。而且，回流入储水件的冷却水还可以循环使用，可以减少冷却水浪费，节省使用成本。本专利技术实施例还提供了一种电弧增材制造方法，该电弧增材制造方法使用前述的电弧增材制造装置，该电弧增材制造方法包括使焊枪在工作区域内进行多层焊道的熔覆，以及使冷却水喷头朝位于工作区域内的焊道喷洒冷却水。这样，冷却水喷头喷洒的冷却水可以对焊道进行及时冷却，改善热积累效应剧烈的问题，提高成型后的工件的力学性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的电弧增材制造装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的积水件的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的电弧增材制造方法的流程示意图。图标：1-电弧增材制造装置；11-积水件；111-积水腔；112-第一出水口；12-基板；121-工作区域；13-焊枪；14-储水件；141-进水口；142-第二出水口；15-冷却水喷头；16-控制组件；161-计算机；162-控制柜；17-热风机；18-热风喷头；19-热风管；20-第一阀；21-冷却水管；22-第二阀；23-回流管；24-第三阀；25-距离传感器；26-温度传感器；27-冷却水机；28-电磁控制器；29-电磁线圈；30-储气瓶；31-输气管；32-第四阀；33-流量计；34-压力表；35-送丝机；36-工作台；37-焊弧电源；38-第一泵；39-第二泵；4-工件。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。...

【技术保护点】
1.一种电弧增材制造装置，其特征在于，包括积水件(11)、基板(12)、焊枪(13)、储水件(14)以及冷却水喷头(15)，所述积水件(11)设置有积水腔(111)以及与所述积水腔(111)连通的第一出水口(112)，所述基板(12)位于所述积水腔(111)内，所述基板(12)远离所述积水腔(111)的底壁的一侧区域形成工作区域(121)，所述焊枪(13)用于在所述工作区域(121)内进行多层焊道的熔覆，所述储水件(14)设置进水口(141)和第二出水口(142)，所述进水口(141)与所述第一出水口(112)连通，以使所述积水件(11)内的冷却水可回流入所述储水件(14)，所述第二出水口(142)与所述冷却水喷头(15)连通，所述冷却水喷头(15)用于朝向所述工作区域(121)内的焊道喷洒冷却水。/n

【技术特征摘要】
1.一种电弧增材制造装置，其特征在于，包括积水件(11)、基板(12)、焊枪(13)、储水件(14)以及冷却水喷头(15)，所述积水件(11)设置有积水腔(111)以及与所述积水腔(111)连通的第一出水口(112)，所述基板(12)位于所述积水腔(111)内，所述基板(12)远离所述积水腔(111)的底壁的一侧区域形成工作区域(121)，所述焊枪(13)用于在所述工作区域(121)内进行多层焊道的熔覆，所述储水件(14)设置进水口(141)和第二出水口(142)，所述进水口(141)与所述第一出水口(112)连通，以使所述积水件(11)内的冷却水可回流入所述储水件(14)，所述第二出水口(142)与所述冷却水喷头(15)连通，所述冷却水喷头(15)用于朝向所述工作区域(121)内的焊道喷洒冷却水。


2.根据权利要求1所述的电弧增材制造装置，其特征在于，所述电弧增材制造装置(1)还包括热风机(17)和热风喷头(18)，所述热风喷头(18)与所述热风机(17)连通，所述热风喷头(18)用于朝所述工作区域(121)内已被冷却水冷却后的焊道喷射热风，以吹干残留的冷却水。


3.根据权利要求2所述的电弧增材制造装置，其特征在于，所述热风喷头(18)和所述冷却水喷头(15)均与所述焊枪(13)连接，所述焊枪(13)位于所述热风喷头(18)和所述冷却水喷头(15)之间，所述热风喷头(18)、所述冷却水喷头(15)以及所述焊枪(13)同步移动。


4.根据权利要求2所述的电弧增材制造装置，其特征在于，所述电弧增材制造装置(1)还包括热风管(19)和第一阀(20)，所述热风管(19)的两端分别与所述热风机(17)和所述热风喷头(18)连通，所述第一阀(20)设置在所述热风管(19)上，所述第一阀(20)用于控制所述热风管(19)的通断。


5.根据权利要求1-4任一项所述的电弧增材制造装置，其特征在于，所述电弧增材制造装置(1)还包括冷却水管(21)和第二阀(22)，所述冷却水管(21)的两端分别与所述第二出水口(142)和所述冷却水喷头(15)连通，所述第二阀(22)设置在所述冷却水管(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：高世一，张田，王金钊，李苏，辛杨桂，刘丹，任香会，郑世达，易耀勇，张雪莹，
申请(专利权)人：广东省科学院中乌焊接研究所，阳江市中乌巴顿技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44