[发明专利]一种适用于TIG的电弧增材制造送丝系统

说明书

本发明公开了一种适用于TIG的电弧增材制造送丝系统；该系统送丝机通过支架固定于焊枪的正上方，缩短送丝距离；焊丝由送丝机送出经过矫直机构矫直后进入送丝铜管，焊丝矫直机构主要通过两组互相垂直排布的导丝轮对焊丝进行矫直，实现对焊丝的压紧力控制，进而优化矫直和稳定送丝，三维可调送丝夹具通过调节送丝铜管底端的位置，使得焊丝尖端位于焊枪的正下方，保证焊丝尖端指向熔池中心区域；本发明的送丝机、矫直机构与焊枪同步运动且保持三者之间的距离始终恒定不变，焊丝送入位置通过三维可调送丝夹具可调，送丝阻力小，送丝平稳、成形精度高，适合于以钛合金、高温合金等强度高且容易发生回弹的焊丝为原材料的基于TIG的电弧增材制造。

【技术领域】

本发明属于电弧增材制造领域，具体涉及一种适用于TIG的电弧增材制造送丝系统。

【背景技术】

电弧增材制造(Wire and arc additive manufacturing简称WAAM)是利用电弧逐层堆焊原理的近净成形实现三维制造的一种方法，主要适合于有关航空航天大型金属零部件的制造，其特点是无模具、制造成本低、成形效率高、成形件致密、加工周期短，最终成形零件仅需少量机械加工，因此电弧增材制造受到了研究人员的广泛关注。如何提高成形零件的表面质量、加工精度及内部质量成为当今电弧增材制造研究的热点问题。保证成形过程的送丝稳定性是保证成形精度和内部质量的重要前提之一。

目前的电弧增材制造送丝系统存在以下问题：(1)成形时移动的焊枪不可避免的导致送丝管发生不同程度的弯曲和倾斜，加大了送丝的阻力，降低了送丝的稳定性。(2)焊枪和钨极在使用一段时间后或重新更换焊枪和钨极时，都要重新定位送丝嘴的位置确保焊丝落在钨极的正下方，避免发生成形时偏丝问题，而传统的三维可调送丝夹具结构复杂，调整范围有限，并且只适合同一种直径规格的送丝金属管，价格昂贵，且刚度相对较差。(3)卷绕在供丝转盘上的焊丝拉出使用时，由于焊丝内部应力的影响，焊丝在送丝管中不断翻滚和扭动，同时也会使丝端产生偏摆。传统的送丝系统难以保证高强度、大回弹焊丝从送丝导嘴中送出时的稳定性，容易发生偏丝，导致送丝位置不精确，甚至焊丝未被电弧熔化而造成成形缺陷。中国专利(申请号20121009696351.8)公开了一种用于金属丝材熔化加工的丝材对准方法及装置，该装置采用摄像机拍摄熔池及其附近图像，比较丝材尖端与熔池中心的相对位置，发出反馈信号，调整丝材自适应对准，即通过实时反馈实现位置的精准调整，但是因为无法瞬时反馈，使得在增材制造过程中，仍然存在丝材位置不精确的情况。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种适用于TIG的电弧增材制造送丝系统。该系统送丝机、焊丝矫直机构和焊枪始终同步运动，送丝平稳，能够自动矫直焊丝。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种适用于TIG的电弧增材制造送丝系统，包括送丝机支架、焊丝矫直机构和三维可调送丝夹具；送丝机支架和焊丝矫直装置共同固定在连接板的侧面，连接板的底部固定连接有三维可调送丝夹具；送丝机支架在焊丝矫直装置的上方，焊丝矫直装置在三维可调送丝夹具的上方；三维可调送丝夹具的侧面设置有焊枪；

所述送丝机支架上固定设置有送丝机，送丝机上固定设置有供丝转盘，供丝转盘输出焊丝；焊丝沿-Z方向依次穿过送丝机、焊丝矫直机构和三维可调送丝夹具，最终在焊枪的下方；

所述焊丝矫直装置通过L型固定条和连接板的侧面连接，焊丝矫直装置通过L型固定条调节其在X方向和Y方向上的位置；焊丝矫直装置包括两组导丝轮，上部的一组导丝轮用于沿X方向矫直焊丝、下部的一组导丝轮用于沿Y方向矫直焊丝；

所述三维可调送丝夹具包括n形外框，n形外框内放置有长方形内框，长方形内框内放置有送丝铜管夹具，送丝铜管夹具夹持有送丝铜管；焊丝穿过送丝铜管，从送丝铜管的底端输出，在焊枪的下方；通过调整长方形内框在n形外框内的位置调节送丝铜管底端在X方向上的位置，通过调整送丝铜管夹具在长方形内框内的位置调节送丝铜管底端在Y方向上的位置，通过调整送丝铜管夹具夹持送丝铜管的位置调节送丝铜管底端在Z方向上的位置。