[实用新型]一种电弧增材制造用可调节式拖尾气体保护罩

说明书

本实用新型公开了一种电弧增材制造用可调节式拖尾气体保护罩，保护罩包括焊枪套管、内保护罩和外保护罩，在电弧增材制造过程中焊枪沿垂直于基板的方向不断抬高，导致保护罩与基板之间的距离不断增加；本实用新型通过在内保护罩外部设置外保护罩的方式，使活泼金属在焊枪远离其表面的过程中，始终维持在保护气环境下，维持了电弧和熔池的稳定性，避免了钛及铝在增材过程中的氧化，提高了堆积层金属的质量。

技术领域

本实用新型属于电弧增材制造设备，具体涉及一种电弧增材制造用可调节式拖尾气体保护罩。

背景技术

增材制造技术是一种新型的机械制造技术，通过使用计算机软件对零件进行分层处理，按照预先设计的路径将粉末或者丝材逐层堆积最终形成零件的过程。电弧增材制造技术是增材制造技术的一个重要分支，其采用电弧作为热源，金属丝材作为原材料，使用机器人手臂控制行走路径进行增材制造的方法。钛合金及铝合金是常用的原材料。但是作为活泼金属，钛及铝合金在高温下很容易与氧，氢，氮等元素反应。特别是钛合金与氧反应会大大降低塑韧性，铝合金与氢反应会产生严重的氢气孔，降低材料的强度等。因此，在电弧增材制造的过程中必须对熔池及尚未冷却的高温金属进行保护。由于电弧增材制造与熔焊的具有相通性，因此可借助熔焊的保护措施进行相应的保护。常用的方法是在焊枪后部施加一气体保护罩，并通入氩气等惰性气体，阻止高温金属与空气的反应。现有的气体保护罩通常包含金属外壳，气体分散网以及进气孔组成，保护气依次经过进气孔和气体分散网，最后到达焊枪附近，起到保护熔池及高温金属的效果。但是，由于电弧增材制造过程和熔焊具有显著差别，即电弧增材制造过程中沿垂直于基板的方向不断抬高，导致保护罩与基板之间的距离不断增加，保护气到达熔池及高温金属的纯度降低，最终难以达到理想的保护效果。因此，为了达到相同的保护效果，随着距离的增加需要增大气流量。但是增大气流量带来的后果是引起电弧和熔池的不稳定性，最终影响堆积层成型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电弧增材制造用可调节式拖尾气体保护罩。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种电弧增材制造用可调节式拖尾气体保护罩，包括焊枪套管、内保护罩和外保护罩；

所述内保护罩包括前面板、后面板、上面板以及两侧的端面板，五块面板围成底部开口的长方体结构，在所述内保护罩的一侧端面板上设置有焊枪套管，所述内保护罩上设置有用于与焊枪连接的固定装置，所述内保护罩上设置有用于与保护气进气管相连接的进气螺母；

所述内保护罩的外部设置有外保护罩，所述外保护罩包括前板、后板和端板，三块面板围成U型，分别与内保护罩的前面板、后面板和(未设置焊枪套管一侧的)端面板相接触；所述内保护罩(设置有焊枪套管一侧的)端面板的两侧边缘处设置有滑动槽，在所述外保护罩前板、后板的相应位置处设置有与之配合的滑动片，以使所述内保护罩可沿外保护罩在垂直方向上滑动。

在上述技术方案中，所述焊枪套管为上下均开口的筒型结构。

在上述技术方案中，所述内保护罩与焊枪套管相连接一侧的端面板为与焊枪套管筒型外壁相贴合的弧形。

在上述技术方案中，在内保护罩的内部沿水平方向设置有金属筛网，以使保护气均匀分散。

在上述技术方案中，所述固定装置由连接杆和连接片构成，所述连接片与焊枪或持握焊枪的机械手臂相固定连接，所述连接杆设置在连接片与内保护罩上面板之间。

在上述技术方案中，所述进气螺母设置于内保护罩的上面板，且数量为2，一个靠近焊枪，另一个远离焊枪，以增大保护区域，并保证流入内保护罩的气流均匀。

在上述技术方案中，所述外保护罩前板及后板下端开有排气孔，其目的在于保证保护罩内不会混入空气的前提下及时排走保护气体，防止保护气体排出不及时引起电弧和熔池的扰动，破坏堆积层的成型。