一种双脉冲非熔化极电弧复合能场增材装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种双脉冲非熔化极电弧复合能场增材装置，涉及电弧增材制造技术领域，包括所述脉冲激光增材加工头，用于输出增材用的激光束；所述双脉冲非熔化极电弧增材枪体，本实用新型专利技术有益增效：本实用新型专利技术通过设置有脉冲激光增材加工头和双脉冲非熔化极电弧增材枪体，在双脉冲非熔化极电弧中引入脉冲激光，共同作用于熔池，增加了热输入，提高了增材效率，保证在较高送丝速度与增材速度下不产生咬边等缺陷问题，在双脉冲非熔化极电弧中引入脉冲激光，通过引入脉冲激光作用于熔池，促进熔池震荡、加速熔池搅拌，提高熔池凝固速率，细化熔池凝固晶粒，改善增材零部件微观组织与力学性能，提高增材制造质量。提高增材制造质量。提高增材制造质量。

【技术实现步骤摘要】
一种双脉冲非熔化极电弧复合能场增材装置


[0001]本技术涉及电弧增材制造
，具体为一种双脉冲非熔化极电弧复合能场增材装置。

技术介绍

[0002]电弧增材制造技术是以电弧为热源熔化金属丝材，按照预设路径逐层逐道堆积成形三维金属零部件的方法。与激光热源和电子束热源相比，电弧增材成本低，丝材的利用率高，增材效率高，在大气环境下即可实现超大型复杂构件的成型。然而电弧能量密度低，增材时形成的熔池熔宽大、熔深浅，易产生层间未熔合等缺陷，且增材速度与送丝速度过大时，易产生咬边等缺陷，进一步提高增材效率遇到瓶颈。
[0003]为解决上述问题，克服现有技术的不足，因此需要设计一种通过将脉冲激光束与双脉冲非熔化极电弧共同作用于同一熔池，增大热输入、提高熔敷效率、促进熔池震荡搅拌、避免增材过程产生未熔合缺陷和/或咬边缺陷的问题，有利于提高激光+电弧复合能场增材效率、保证复合能场增材质量的双脉冲非熔化极电弧复合能场增材装置来解决上述出现的问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种双脉冲非熔化极电弧复合能场增材装置，以解决上述
技术介绍
中提出在大气环境下即可实现超大型复杂构件的成型。然而电弧能量密度低，增材时形成的熔池熔宽大、熔深浅，易产生层间未熔合等缺陷，且增材速度与送丝速度过大时，易产生咬边等缺陷，进一步提高增材效率遇到瓶颈的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种双脉冲非熔化极电弧复合能场增材装置,包括脉冲激光增材加工头、双脉冲非熔化极电弧增材枪体、送丝机、送丝嘴、金属丝材、连接及控制装置、脉冲激光器、双脉冲非熔化极增材电源、六轴机器人、机器人控制柜、工作台、夹具、基板，所述脉冲激光增材加工头，用于输出增材用的激光束；
[0006]所述双脉冲非熔化极电弧增材枪体，用于输出增材用的双脉冲非熔化极电弧；
[0007]所述脉冲激光增材加工头输出的激光束与所述双脉冲非熔化极电弧增材枪体输出的双脉冲非熔化极电弧作用于同一熔池，且所述脉冲激光增材加工头与双脉冲非熔化极电弧增材枪体围绕所述送丝嘴所在直线方向为轴线进行转动；
[0008]所述连接及控制装置，所述脉冲激光增材加工头和双脉冲非熔化极电弧增材枪体之间设有所述连接及控制装置；
[0009]所述脉冲激光增材加工头可通过所述连接及控制装置围绕所述送丝嘴所在直线方向为轴线单独进行转动；
[0010]所述双脉冲非熔化极电弧增材枪体可通过所述连接及控制装置围绕所述送丝嘴所在直线方向为轴线单独进行转动。
[0011]优选的，所述的脉冲激光增材加工头与所述的双脉冲非熔化极电弧增材枪体，通
过所述的连接及控制装置固定在所述的六轴机器人末端。
[0012]优选的，所述的基板通过所述的夹具固定在所述的工作台上。
[0013]优选的，所述的脉冲激光增材加工头与所述的脉冲激光器连接，所述的脉冲激光器与所述的机器人控制柜通信，通过所述的机器人控制柜控制所述的脉冲激光增材加工头工作参数。
[0014]优选的，所述的双脉冲非熔化极电弧增材枪体与所述的双脉冲非熔化极增材电源连接，所述的双脉冲非熔化极增材电源与所述的机器人控制柜通信，通过所述的机器人控制柜控制所述的双脉冲非熔化极电弧增材枪体工作参数。
[0015]优选的，所述的送丝嘴与所述的送丝机连接，所述的送丝机与所述的机器人控制柜通信，通过所述的机器人控制柜控制所述的送丝机，进而控制金属丝材的送给与回抽。
[0016]优选的，所述的六轴机器人与所述的机器人控制柜通信，通过所述的机器人控制柜控制所述的六轴机器人运动轨迹。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术通过设置有脉冲激光增材加工头和双脉冲非熔化极电弧增材枪体，在双脉冲非熔化极电弧中引入脉冲激光，共同作用于熔池，增加了热输入，提高了增材效率，保证在较高送丝速度与增材速度下不产生咬边等缺陷问题，在双脉冲非熔化极电弧中引入脉冲激光，共同作用于熔池，保证了熔池宽度的同时，增加了熔深，可解决增材过程中因熔深不足产生的层间未熔合等问题，通过引入脉冲激光作用于熔池，促进熔池震荡、加速熔池搅拌，提高熔池凝固速率，细化熔池凝固晶粒，改善增材零部件微观组织与力学性能，提高增材制造质量。
附图说明
[0018]图1为本技术整体结构图；
[0019]图2为本技术双脉冲非熔化极增材电源输出波形图。
[0020]图中：1、脉冲激光增材加工头；2、双脉冲非熔化极电弧增材枪体；3、送丝机；4、送丝嘴；5、金属丝材；6、连接及控制装置；7、脉冲激光器；8、双脉冲非熔化极增材电源；9、六轴机器人；10、机器人控制柜；11、工作台；12、夹具；13、基板。
具体实施方式
[0021]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]请参阅图1和图2，本技术提供一种技术方案：一种双脉冲非熔化极电弧复合能场增材装置,包括脉冲激光增材加工头1、双脉冲非熔化极电弧增材枪体2、送丝机3、送丝嘴4、金属丝材5、连接及控制装置6、脉冲激光器7、双脉冲非熔化极增材电源8、六轴机器人9、机器人控制柜10、工作台11、夹具12、基板13，脉冲激光增材加工头1，用于输出增材用的激光束；双脉冲非熔化极电弧增材枪体2，用于输出增材用的双脉冲非熔化极电弧；脉冲激光增材加工头1输出的激光束与双脉冲非熔化极电弧增材枪体2输出的双脉冲非熔化极电弧作用于同一熔池，且脉冲激光增材加工头1与双脉冲非熔化极电弧增材枪体2围绕送丝嘴
4所在直线方向为轴线进行转动；连接及控制装置6，脉冲激光增材加工头1和双脉冲非熔化极电弧增材枪体2之间设有连接及控制装置6；脉冲激光增材加工头1可通过连接及控制装置6围绕送丝嘴4所在直线方向为轴线单独进行转动；双脉冲非熔化极电弧增材枪体2可通过连接及控制装置6围绕送丝嘴4所在直线方向为轴线单独进行转动，有脉冲激光增材加工头1和双脉冲非熔化极电弧增材枪体2，在双脉冲非熔化极电弧中引入脉冲激光，共同作用于熔池，增加了热输入，提高了增材效率，保证在较高送丝速度与增材速度下不产生咬边等缺陷问题，在双脉冲非熔化极电弧中引入脉冲激光，共同作用于熔池，保证了熔池宽度的同时，增加了熔深，可解决增材过程中因熔深不足产生的层间未熔合等问题，通过引入脉冲激光作用于熔池，促进熔池震荡、加速熔池搅拌，提高熔池凝固速率，细化熔池凝固晶粒，改善增材零部件微观组织与力学性能，提高增材制造质量。
[0023]进一步的，脉冲激光增材加工头1与双脉冲非熔化极电弧增材枪体2，通过连接及控制装置6固定在六轴机器人9末端，配合进行正常安装。
[0024]进一步的，基板13通过夹具12固定在的工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双脉冲非熔化极电弧复合能场增材装置，包括脉冲激光增材加工头(1)、双脉冲非熔化极电弧增材枪体(2)、送丝机(3)、送丝嘴(4)、金属丝材(5)、连接及控制装置(6)、脉冲激光器(7)、双脉冲非熔化极增材电源(8)、六轴机器人(9)、机器人控制柜(10)、工作台(11)、夹具(12)、基板(13)，其特征在于：所述脉冲激光增材加工头(1)，用于输出增材用的激光束；所述双脉冲非熔化极电弧增材枪体(2)，用于输出增材用的双脉冲非熔化极电弧；所述脉冲激光增材加工头(1)输出的激光束与所述双脉冲非熔化极电弧增材枪体(2)输出的双脉冲非熔化极电弧作用于同一熔池，且所述脉冲激光增材加工头(1)与双脉冲非熔化极电弧增材枪体(2)围绕所述送丝嘴(4)所在直线方向为轴线进行转动；所述连接及控制装置(6)，所述脉冲激光增材加工头(1)和双脉冲非熔化极电弧增材枪体(2)之间设有所述连接及控制装置(6)；所述脉冲激光增材加工头(1)可通过所述连接及控制装置(6)围绕所述送丝嘴(4)所在直线方向为轴线单独进行转动；所述双脉冲非熔化极电弧增材枪体(2)可通过所述连接及控制装置(6)围绕所述送丝嘴(4)所在直线方向为轴线单独进行转动。2.根据权利要求1所述的一种双脉冲非熔化极电弧复合能场增材装置，其特征在于：所述的脉冲激光增材加工头(1)与所述的双脉冲非熔化极电弧增材枪体(2)，通过所述的连接及控制装置(6)固定在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克鸿，段梦伟，王波，彭勇，黄勇，周明，
申请(专利权)人：佛山国防科技工业技术成果产业化应用推广中心，
类型：新型
国别省市：