[发明专利]一种钛合金电弧熔丝增材制造的气体保护装置

说明书

本发明涉及一种钛合金电弧熔丝增材制造的气体保护装置，包括悬挂架、上夹板、保护罩、打印台、螺丝、下夹板、焊枪、出气阀、恒压控制器、红外测温仪、氧含量检测仪、进气管，本发明结构简单，易于操作和更换，对氧含量控制准确、安全，能够实现钛合金电弧增材制造过程中氧含量的适时检测，实现连续控制，提高钛合金的打印质量，保证整个打印过程压力稳定，满足焊枪在保护罩有限空间的三维自由移动，提高打印效率的同时确保设备长期连续的运行，确保钛合金结构件打印过程的有效堆积，提高打印焊接质量。

技术领域

本发明涉及钛合金制造设备技术领域，尤其涉及一种钛合金电弧熔丝增材制造的气体保护装置。

背景技术

增材制造技术已经成为未来快速制造行业发展的重点技术之一，特别是在高附加值的航空、航天、军事等领域增材制造已经成为首选技术而用于复杂结构与高附加值构件的快速制造。其中采用增材制造技术快速生产大型钛合金结构件的应用越来越多。而钛合金打印过程需要惰性气体保护以减少钛合金的氧化烧失，从而保证钛合金成分精确性与性能稳定性。而电弧熔丝增材制造技术是实现大型钛合金结构件快速、低成本制造的最为有效方式，但是目前电弧熔丝增材制造钛合金构件时，都是将整个打印机构置于柔性保护罩内，造成保护罩空间巨大，且排氧过程时间过长，造成惰性气体浪费严重。另外，由于保护罩空间巨大，也导致操作过程更加复杂且出现问题概率也大大增加。

中国专利CN106862736A公开来一种固定于焊枪的钛合金堆焊气体保护罩，其由底座、固定横梁和前盖组成，底座和前盖中有嵌合的两个气路回路，保护气体从两回路对称扇形中吹出，形成气体保护膜覆盖整个焊道，可明显提高钛合金堆焊质量。该专利没有采用整体包裹打印空间(前面所提的保护方法)而使结构比较简单，从而操作简单，但是其气体保护方式任然是通过保护气流阻隔打印焊接区域有害气体(氧气、氮气等)，该方法与中国专利CN102909465A一样不能完全隔离外界空气，特别是在高品质钛合金堆焊时要求焊接气氛中有害气体含量在百万分之一百以内从而保证堆焊体质量，这种吹起阻隔方法是不适用的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛合金电弧熔丝增材制造的气体保护装置，其具有结构简单、安装便捷等优点，且能够实现保护罩内保护气体压力自动控制，保证整个打印过程压力稳定，保护气体纯度不变，同时能够确保打印系统高效、稳定、自由地运行，从而提高铁合金打印部件焊接质量的特点。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种钛合金电弧熔丝增材制造的气体保护装置，包括悬挂架，所述悬挂架底端连接有上夹板，所述上夹板下端连接有保护罩，所述保护罩下端设有打印台，所述上夹板通过上锁紧机构与悬挂架下端紧扣，所述保护罩上端边缘置于上夹板中，并用螺丝锁紧密封，所述保护罩下端边缘设有下夹板，下夹板通过螺丝与保护罩锁紧密封，所述下夹板通过下锁紧机构与打印台表面紧扣，所述悬挂架下部内设有焊枪、出气阀、恒压控制器、红外测温仪、氧含量检测仪，所述下夹板的侧面开设有进气管。

进一步优选的，所述保护罩侧面开口并安装可视窗口，所述悬挂架与上夹板之间以及打印台与下夹板之间分别设有上密封环和下密封环。

进一步优选的，所述悬挂架下表面为合金板，合金板上开焊接口、出气阀口、恒压控制器口、红外测温仪口、氧含量检测仪口，所述焊枪、出气阀、恒压控制器、红外测温仪、氧含量检测仪对应设于开焊接口、出气阀口、恒压控制器口、红外测温仪口、氧含量检测仪口内，其中焊接口和红外测温仪口需在对角线上，他们的法向交点应在打印台中心线上并与打印焊接点重合。

进一步优选的，所述上夹板的上板的侧面开有上半圆形沟槽，上半圆形沟槽直径为4-6mm，其中心位置离上夹板边的距离在10-20mm之间，上半圆形沟槽内部填塞相应直径上密封环。

进一步优选的，所述下夹板的下板的侧面开有下半圆形沟槽，下半圆形沟槽直径为4-6mm，其中心位置离下夹板边的距离在10-20mm之间，下半圆形沟槽内部填塞相应直径下密封环。