电弧增材设备、方法及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种电弧增材设备、方法及存储介质，应用于增材制造领域，电弧增材设备包括增材焊枪，用于熔化丝材以对待加工的工件进行增材；旁路超声装置，设置于增材焊枪的侧方；底部超声装置，设置于工件下方；控制装置，用于控制旁路超声装置发射超声波至增材焊枪下方以调节丝材的熔滴过渡的频率，并控制底部超声装置工件上熔化的丝材进行超声冲击。底部超声装置对熔池起搅拌作用，从而排除熔池中的气泡，旁路超声装置对丝材的熔滴过渡进行调控，保证增材焊接过程中的稳定性，旁路超声装置与底部超声装置相配合，从而排除熔池中的气泡，同时会破碎熔池凝固过程中颗粒较大的晶粒，使焊缝力学性能得到提高，增强工件的质量。增强工件的质量。增强工件的质量。

【技术实现步骤摘要】
电弧增材设备、方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及增材制造领域，特别涉及一种电弧增材设备、方法及存储介质。

技术介绍

[0002]增材制造技术是一项革命性的制造技术，它颠覆了传统的减材制造方式，尤其金属增材制造，作为一项革命性、先进性制造技术，广泛应用于航空航天、生物医疗、工业模具和动力能源等相关领域。作为增材制造技术之一，电弧增材制造技术通过电弧熔化丝材，并根据产品三维模型将熔融金属按线
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面
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体逐层堆积、凝固成形出金属部件的工艺。然而在电弧增材工艺中也存在一些问题，其成型表面质量比较粗糙，成型工件的残余应力较大，影响工件的成型质量和力学性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种电弧增材设备、方法及存储介质，能够使焊缝力学性能得到提高，增强工件的质量。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种电弧增材设备，包括：
[0005]增材焊枪，所述增材焊枪用于熔化丝材以对待加工的工件进行增材；
[0006]旁路超声装置，所述旁路超声装置设置于所述增材焊枪的侧方；
[0007]底部超声装置，所述底部超声装置设置于所述工件下方；
[0008]控制装置，用于控制所述旁路超声装置发射超声波至所述增材焊枪下方以调节所述丝材的熔滴过渡的频率，并控制所述底部超声装置所述工件上熔化的丝材进行超声冲击。
[0009]根据本专利技术第一方面提供的电弧增材设备，至少即有如下有益效果：电弧增材设备包括增材焊枪、旁路超声装置、底部超声装置和控制装置，增材焊枪用于熔化丝材以对待加工的工件进行增材，且丝材熔化形成熔池，在增材过程中，焊枪随着焊接方向进行移动，底部超声装置对上熔化的丝材进行超声冲击，超声的冲击作用会对熔池产生搅拌作用，从而排除熔池中的气泡，此外，旁路超声装置对丝材的熔滴过渡进行调控，保证增材焊接过程中的稳定性，提高增材效率和增材质量，并且旁路超声装置所发射的部分超声波进入到熔池中，与底部超声装置相配合，对增材中的工件进行优化，从而排除熔池中的气泡，同时会破碎熔池凝固过程中颗粒较大的晶粒，不断细化焊缝晶粒，使焊缝力学性能得到提高，工件的质量得到增强。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述旁路超声装置包括旁路超声波发生器、第一超声波换能器和第二超声波换能器，所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器相对设置于所述增材焊枪的两侧，所述旁路超声波发生器的信号发射端与所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器连接，所述旁路超声波发生器与所述控制装置电连接。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述旁路超声装置还包括第一变幅杆和第二变幅杆，所述第一变幅杆的接收端与所述第一超声波换能器的发射端连接，所述第二变幅杆的接收
端与所述第二超声波换能器的发射端连接，所述第一变幅杆和所述第二变幅杆的发射端均为内凹弧面。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器均与所述增材焊枪固定连接。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述底部超声装置包括底部超声波发生器和至少一个第三超声波换能器，所述第三超声波换能器设置于所述工件下方且产生覆盖所述工件的超声场，所述底部超声波发生器的信号发射端与所述第三超声波换能器连接，所述底部超声波发生器与所述控制装置电连接。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，还包括焊机和送丝机，所述送丝机的一端与所述增材焊枪通过管道连接，所述送丝机用于将所述丝材通过所述管道传送至所述增材焊枪，所述送丝机与所述焊机连接，所述焊机与所述控制装置电连接。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，还包括用于提供惰性气体的容纳装置，所述容纳装置与所述增材焊枪连通。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述旁路超声装置发射的超声波频率范围为20千赫兹至50千赫兹，所述底部超声装置发射的超声波频率范围为18千赫兹至23千赫兹。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种电弧增材方法，应用于电弧增材设备，所述电弧增材设备包括增材焊枪、旁路超声装置和底部超声装置，所述旁路超声装置设置于所述增材焊枪的侧方，所述底部超声装置设置于工件下方，所述电弧增材方法包括：
[0018]获取增材指令；
[0019]根据所述增材指令，控制所述增材焊枪熔化丝材并在所述增材焊枪下方形成熔池；
[0020]根据待加工工件上待增材的焊接位置移动所述增材焊枪；
[0021]在所述增材焊枪焊接过程中，控制所述旁路超声装置向所述增材焊枪下方发射超声波以调节所述丝材的熔滴过渡的频率；
[0022]在所述增材焊枪焊接过程中，控制所述底部超声装置对所述工件上熔化的丝材进行超声冲击。
[0023]由于第二方面的电弧增材方法应用于第一方面任一项所述的电弧增材设备，因此具有本专利技术第一方面的所有有益效果。
[0024]第三方面，本专利技术提供一种计算机存储介质，包括存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如本专利技术第一方面所述的电弧增材方法。
[0025]由于第三方面的计算机存储介质可执行第二方面的电弧增材方法，因此具有本专利技术第一方面的所有有益效果。
[0026]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根
据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本申请实施例提供的电弧增材设备的结构框图；
[0029]图2是本申请实施例提供的电弧增材设备的结构示意图；
[0030]图3是本申请实施例提供的电弧增材设备的主要步骤图。
[0031]附图标记：电弧增材设备100；增材焊枪110；旁路超声装置120；旁路超声波发生器121；第一超声波换能器122；第二超声波换能器123；第一变幅杆124；第二变幅杆125；底部超声装置130；底部超声波发生器131；第三超声波换能器132；控制装置140；工件150；焊机151；送丝机152；容纳装置153；基板154。
具体实施方式
[0032]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请实施例。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请实施例的描述。
[0033]需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电弧增材设备，其特征在于，包括：增材焊枪，所述增材焊枪用于熔化丝材以对待加工的工件进行增材；旁路超声装置，所述旁路超声装置设置于所述增材焊枪的侧方；底部超声装置，所述底部超声装置设置于所述工件下方；控制装置，用于控制所述旁路超声装置发射超声波至所述增材焊枪下方以调节所述丝材的熔滴过渡的频率，并控制所述底部超声装置所述工件上熔化的丝材进行超声冲击。2.根据权利要求1所述的电弧增材设备，其特征在于，所述旁路超声装置包括旁路超声波发生器、第一超声波换能器和第二超声波换能器，所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器相对设置于所述增材焊枪的两侧，所述旁路超声波发生器的信号发射端与所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器连接，所述旁路超声波发生器与所述控制装置电连接。3.根据权利要求2所述的电弧增材设备，其特征在于，所述旁路超声装置还包括第一变幅杆和第二变幅杆，所述第一变幅杆的接收端与所述第一超声波换能器的发射端连接，所述第二变幅杆的接收端与所述第二超声波换能器的发射端连接，所述第一变幅杆和所述第二变幅杆的发射端均为内凹弧面。4.根据权利要求2所述的电弧增材设备，其特征在于，所述第一超声波换能器与所述第二超声波换能器均与所述增材焊枪固定连接。5.根据权利要求1所述的电弧增材设备，其特征在于，所述底部超声装置包括底部超声波发生器和至少一个第三超声波换能器，所述第三超声波换能器设置于所述工件下方且产生覆盖所述工件的超声场，所述底部超声波发生器的信号发射端...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞超，王皓，高祥，蔡川崎，李会军，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：