[实用新型]多源同轴等离子弧熔覆设备

说明书

本实用新型公开了多源同轴等离子弧熔覆设备，该设备包括焊枪机构，送料机构，电源机构和离子气供气装置；焊枪机构包括等离子弧发生部件，等离子弧发生部件包括阴极棒和下枪体，电源机构的引弧电路的正极和负极分别电连接下枪体和阴极棒，下枪体包括离子气流道和导电喷嘴，阴极棒插设于所述离子气流道内，焊枪机构包括送料导嘴和多个阴极棒，下枪体包括与阴极棒一一对应设置的离子气流道和导电喷嘴，多个导电喷嘴的喷射口中轴线交汇于一点作为交汇点，交汇点位于送料导嘴出料口中轴线上，且位于送料导嘴出料口下方。该设备功率分布更平缓，焊缝熔深浅、熔宽大，更适于表面熔覆和增材制造，该设备既能提高焊缝质量，又能提高加工效率。

技术领域

本实用新型属于金属零件成型加工技术领域，具体涉及多源同轴等离子弧熔覆设备。

背景技术

等离子熔覆技术是借助水冷系统针对喷嘴电弧约束控制，通过转移弧作为热源获得高能量密度的等离子弧，利用各种合金粉末、丝材针对的机械表面修复再制造的手段。现有的等离子弧熔覆/堆焊设备多采用单一等离子弧作为热源，一路或多路填充材料从等离子弧的单侧或周边向等离子弧送进。以粉末为填充材料时，采用多路粉末聚焦在等离子弧下方；以丝材为填充材料时，采用单丝从一侧送入等离子弧下方，即所谓的旁轴送丝方式。

但是，现有等离子弧熔覆设备存在以下不足：1.如果填充材料是丝材，其旁轴送丝方式使得不同运动方式下堆积焊缝的形貌有较大差异，在进行表面熔覆、增材制造时会造成累积误差，影响尺寸精度。反向、侧向送丝时，丝材端部会与已经形成的焊缝形成干涉，影响送丝稳定。由于丝材和已堆积焊缝对运动过程中的等离子弧造成干扰，使弧长发生变化，对焊缝的形态、质量均造成不利影响。2.如果填充材料是粉末，由于粉末是从外向内进入等离子弧，粉末难以实现完全熔化，一方面降低了材料利用率，另一方面未熔化的粉末进入熔池有可能产生冶金缺陷。为了改善焊缝质量，现有等离子弧熔覆设备多采用增大等离子弧功率，或减小粉末输送速度的方式，但这样操作又会增加零件基体的热输入，或者降低熔覆效率。

发明内容

针对现有技术不足，本实用新型要解决的技术问题是，提供多源同轴等离子弧熔覆设备。该设备与现有等离子弧熔覆设备相比功率分布更平缓，焊缝熔深浅、熔宽大，更适于表面熔覆和增材制造，该设备既能提高焊缝质量，又能提高加工效率。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种多源同轴等离子弧熔覆设备，包括焊枪机构，为所述焊枪机构输送填充料的送料机构，为所述焊枪机构供电的电源机构，以及为所述焊枪机构提供离子气的离子气供气装置；所述焊枪机构包括等离子弧发生部件，所述等离子弧发生部件包括阴极棒和作为阳极的下枪体，所述电源机构的引弧电路的正极和负极分别电连接所述下枪体和所述阴极棒，所述下枪体包括连接所述离子气供气装置的离子气流道，以及安装于离子气流道下端口的导电喷嘴，所述阴极棒插设于所述离子气流道内，所述焊枪机构包括连接所述送料机构的送料导嘴，以及多个所述阴极棒；所述下枪体包括与所述阴极棒一一对应设置的离子气流道和导电喷嘴，多个所述导电喷嘴的喷射口中轴线交汇于一点作为交汇点，所述交汇点位于所述送料导嘴出料口中轴线上，且位于所述送料导嘴出料口下方。

作为优选，所述下枪体为导电金属制成。

作为优选，所述多源同轴等离子弧熔覆设备还包括为所述焊枪机构供应冷却液的水冷装置，为所述焊枪机构供应保护气体的保护气供气装置；所述焊枪机构包括用于等离子弧发生部件散热的水冷换热部件，以及用于为多个所述等离子弧发生部件提供保护气的保护气流道，所述保护气流道的进气口连接所述保护气供气装置，所述水冷换热部件连接所述水冷装置。

作为优选，所述水冷换热部件包括设于所述下枪体内的冷却液腔室，所述冷却液腔室上部开设有进液口和出液口，所述进液口和出液口分别通过冷却液出水管和冷却液回水管连接所述水冷装置。