[发明专利]一种熔化极电弧与热填丝复合单电弧双丝增材制造的方法及装置

说明书

本发明公开了一种熔化极电弧与热填丝复合单电弧双丝增材制造的方法及装置。该装置包括：工业机器人，熔化极焊接电源，增材制造装置，复合送丝机构，热丝加热装置，其中复合送丝机构具体包括：熔化极送丝机构和熔化极送丝控制模块，填丝机构与单填丝送丝控制模块；热丝加热装置具体包括：热丝加热电源和加热控制模块；填丝送丝支架与熔化极焊枪固定在一起，随其协同运动。本发明的装置相较单丝熔化极电弧增材制造，可明显增加增材金属熔敷量，增加金属材质的电弧增材制造效率，降低稀释率，适用于不锈钢，高氮钢，低合金结构钢等金属电弧增材制造。

技术领域

本发明属于电弧增材制造技术领域，具体是一种熔化极电弧与热填丝复合单电弧双丝增材制造的方法及装置。

背景技术

电弧增材制造技术最早可追溯到1925年Baker公开的一项以电弧为热源成形金属零件的专利，但是在当时该技术并未引起过多的重视。直到20世纪末，随着焊接技术以及数字化控制技术的飞速发展，电弧增材制造技术在大型复杂结构件快速成形上展现出巨大优势，国内外越来越多的研究机构相继开始电弧增材制造技术的研究工作，该技术在工业中的应用也愈加广泛，随之而来的新要求也愈加增强，为满足高效高质的工业需求，熔敷效率的提高和稀释率的降低尤为重要。本专利公开的一种熔化极电弧与热填丝复合单电弧双丝增材制造的方法及装置，相较单丝熔化极电弧增材制造技术能提高填充相金属量，增大堆敷速度；相较双丝双电源增材制造技术，能降低稀释率；相较冷填丝电弧增材制造技术，能够将丝材进行预热，减少热输入，进而降低稀释率，提高堆敷效率。

申请号为200810064456.9的专利，主题名称为钨极—熔化极间接电弧焊的装置及其焊接方法公开了钨极—熔化极间接电弧焊的装置，该装置焊丝两端分别于送丝机和熔化极焊枪连接，并露在导电嘴外，钨极焊枪和熔化极焊枪的接线端分别于GTAW电源的正负极相连，此装置电源不接工件，工件表面不直接加热，电弧在两焊枪间产生，熔敷速率低，对于铝合金等的表面易形成氧化层的材质不能利用电弧起到破除氧化层的作用。专利号为ZL03111560.8的专利，主题名称为钨极—熔化极氩弧焊双电源单面双弧同熔池复合焊接方法公开了一种钨极—熔化极氩弧焊双电源单面双弧同熔池复合焊接方法，该方法采用双电源即TIG焊和MIG焊分别采用各自的电源，焊接时非熔化极电弧和熔化极电弧同时作用，产生一个熔池进行焊接，此方法采用双电源，焊接速率高但焊缝成形效果较差，稀释率较高。

发明内容

鉴于以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种熔化极电弧与热填丝复合单电弧双丝增材制造的方法及装置，在保证相对较低的稀释率下，提高熔敷速度，进而增大制造效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种熔化极电弧与热填丝复合单电弧双丝增材制造的装置，包括：工业机器人，熔化极焊接电源，增材制造装置，复合送丝机构，热丝加热装置构成；工业机器人与熔化极焊接电源连接实现对控制电源信号控制，且两者与复合送丝机构相连实现对送丝机构的送丝控制。复合送丝机构与热丝加热装置共同与增材制造装置及工业机器人相连，实现丝材的送丝与行走。

增材制造装置具体包括：熔化极焊枪固定在工业机器人上，熔化极焊接电源与机器人控制柜和熔化极送丝控制模块连接；基板固定于工作台上；

复合送丝机构具体包括：熔化极送丝机构与熔化极送丝控制模块连接，填丝机构与送丝支架连接，填丝机构与单填丝送丝控制模块连接，单填丝送丝控制模块与机器人控制柜连接；

热丝加热装置具体包括：热丝加热电源正极与送丝支架相连接，热丝加热电源负极与工作台相连接，加热控制模块与机器人控制柜及热丝加热电源相连；

填丝机构通过单填丝送丝控制模块由机器人控制柜直接控制。

采用单一电弧增材制造熔化二根丝材，一根丝材为导电的熔化极丝材，另外一根为电阻加热的丝材。