[发明专利]一种热输入可调的熔化极电弧增材的方法及装置

权利要求书

1.一种热输入可调的熔化极电弧增材装置，其特征在于，该装置包括熔化极焊枪(1)、熔化极焊接电源(5)、熔化极送丝机(7)、TIG焊枪(2)、TIG焊接电源(4)、电路智能切换器(3)和温度传感器(8)；其中，熔化极焊枪(1)、熔化极焊接电源(5)及工件串联成熔化极电弧回路；TIG焊枪(2)、TIG焊接电源(4)及工件串联成非熔化极电弧回路；TIG焊枪(2)、熔化极焊接电源(5)、TIG焊接电源(4) 及工件串联成旁路电弧回路；熔化极电弧回路和非熔化极电弧回路、旁路电弧回路之间通过电路智能切换器(3)发生关联，从而实现增材过程中熔敷量和热输入的分开调节；电路智能切换器(3)切换到旁路电弧回路，旁路电弧分流减小熔化极电弧增材热输入；电路智能切换器(3)切换到非熔化极电弧回路，加入TIG电弧增加熔化极电弧增材热输入；电路智能切换器(3)断开时，只有熔化极电弧回路工作；安装在TIG焊枪(2)上的温度传感器(8)与电路智能切换器(3)相连，温度传感器(8)将感知到的温度传递给电路智能切换器(3)，电路智能切换器(3)对接收到的温度电信号进行分析，根据分析的结果对熔化极电弧回路、非熔化极电弧回路、旁路电弧回路进行切换。

2.如权利要求1所述的热输入可调的熔化极电弧增材装置，其特征在于，所述装置中，焊枪的个数为两个，分别为熔化极焊枪(1)和TIG焊枪(2)与工作台面以角度放置；两把焊枪固定在一起做相同运动且二者所产生的电弧的作用位置相同。

3.如权利要求2所述的热输入可调的熔化极电弧增材装置，其特征在于，所述装置中熔化极焊枪(1)内部设有焊丝，通过熔化极送丝机(7)将丝材送进熔化极焊枪；TIG焊枪(2)不安装送丝机构。

4.如权利要求1所述的热输入可调的熔化极电弧增材装置，其特征在于，所述装置可形成三个电路：熔化极焊枪(1)、熔化极焊接电源(5)及工件串联成熔化极电弧回路；TIG焊枪(2)、熔化极焊接电源(5)、TIG焊接电源(4)及工件串联成旁路电弧回路；TIG焊枪(2)、TIG焊接电源(4)及工件串联成非熔化极电弧回路；三个回路通过电路智能切换器(3)将电路切换成熔化极电弧回路+非熔化极电弧旁路、熔化极电弧回路+非熔化极电弧回路和单独的熔化极电弧回路。

5.如权利要求1所述的热输入可调的熔化极电弧增材装置，其特征在于，温度传感器8测量的是熔池后方工件的温度，并将所测得的温度转化为电信号传递给电路智能切换器(3)；电路智能切换器(3)对接收到的温度电信号进行分析，根据分析的结果对电路进行智能切换。

6.如权利要求1-5任一项所述的热输入可调的熔化极电弧增材装置的热输入可调的熔化极电弧增材的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将装置各部分安装到相应位置并紧固；

（2）打开装置并设定好各项增材参数，具体为送丝速度4~8m/min、堆覆速度4~8mm/s、气体流量20L/min；

（3）开始增材温度传感器将检测到基板温度为室温，电路智能切换器自动把电路切换到非熔化极电弧回路，以增大热输入，非熔化极电弧回路电流70~150A；根据温度传感器检测到的温度来选择工作电路；

（4）根据材料种类来确定焊接电流大小；

（5）电路智能切换器实时工作，以单道为增材单元，逐道反复循环以至完成增材。

7.如权利要求6所述的热输入可调的熔化极电弧增材的方法，其特征在于，根据温度传感器检测到的温度来选择工作电路具体为：

当温度传感器检测到的温度超过设定的值200℃时，电路智能切换器将把电路切换到旁路电弧回路，以减小热输入，旁路电弧回路电流100~200A，根据当前温度及材料种类来确定；

当温度传感器检测到的温度低于设定的值80℃时，电路智能切换器将把电路切换到非熔化极电弧回路，以增大热输入；

当温度传感器检测到的温度处于设定的值80℃~200℃时，电路智能切换器将把电路切换到熔化极电弧回路，不需要增大或减小热输入。

8.如权利要求6所述的热输入可调的熔化极电弧增材的方法，其特征在于，焊接电流大小具体设定为：不锈钢100A，铜合金150A，铝合金70~100A。