[发明专利]一种高氮钢电弧增材直壁体侧向保护装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，具体的涉及一种高氮钢电弧增材直壁体侧向保护装置。

背景技术

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技术领域，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发明有很多，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CN 109226958 A的发明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。

发明内容

本发明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。

实现本发明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。