[实用新型]一种用于电弧增材的可调节阵列多点测温装置

说明书

本实用新型属于增材制造领域，具体涉及一种用于电弧增材的可调节阵列多点测温装置。包括电弧增材工装，K型热电偶，传感器滑块，Y滑道，X滑道，增材基板，焊枪，送丝机构和工作台；电弧增材工装设置在工作台上，电弧增材工装上设有两个X滑道，和多个沿X滑道滑动的Y滑道，每个Y滑道上均布多个沿Y滑道滑动的传感器滑块，传感器滑块内设有K型热电偶，K型热电偶内设弹簧，保证在增材过程中受热而变形的基板与热电偶始终稳定贴合；增材基板设置在K型热电偶上。本实用新型可以实现精确采集电弧熔丝增材制造过程中650mm×750mm范围内各点的温度分布情况。

技术领域

本实用新型属于增材制造领域，具体涉及一种用于电弧增材的可调节阵列多点测温装置。

背景技术

增材制造技术根据载能束的不同，分为电弧、激光、电子束三类，电弧增材制造技术（WAAM）利用电弧作为瞬时点热源将丝材融化然后进行3D堆积，这种技术具有成形效率高、材料稳定性好、材料利用率高、成形工件尺寸大、设备制造成本低等优势，可应用于多种金属材料的增材制造。与铸造、锻压技术相比，不需要模具，生产周期短，生产产品灵活性高，尤其适用于小批量的生产；且电弧增材制造技术仅需要用金属焊枪、机械手臂及送丝机构等设备就可进行大尺寸构件的增材制造及构件的修复，与激光、电子束增材制造技术相比，设备成本低，节约原材料。

目前WAAM技术虽然应用广泛，但其也存在成形件精度难以很好地控制，组织结构和性能较差，难熔金属适应性差等技术问题。电弧增材制造载能束具有热流密度低、加热半径大、热源强度高等特征, 成形过程中往复移动的瞬时点热源与成形环境强烈相互作用，其热边界条件具有非线性时变特征，故成形过程稳定性控制是获得连续一致成形形貌的难点，尤其对大尺寸构件而言，热积累引起的环境变量变化更显著，达到定态熔池需要更长的过渡时间。针对热积累导致的环境变化，如何实现过程稳定性控制以保证成形尺寸精度是现阶段电弧增材制造的研究热点。相对于传统焊接过程，电弧增材过程中的热循环较为特殊，在制造过程中有着多次的预热处理和后热处理过程，因而零件组织容易出现晶粒粗大、热裂纹、晶间腐蚀和变形等问题，因此在增材制造过程中控制高温停留时间，减少温度场的分布不均匀和降低残余应力是得到良好构件的关键因素。

申请号为CN202011349966.8的公开了一种电弧增材制造自动测温系统及方法。此实用新型的测温传感器设置在打印件的一侧,对于薄壁件来说测温范围更大,对安装位置要求不苛刻；此实用新型在打印过程中通过测温单元检测打印机的温度,通过测距单元检测打印机的高度,能够精确控制每次堆敷的起始温度,方便打印过程的监控,也有利于后期关于缺陷的分析,从而得到满足工程要求的零件。

但上述设备测温测的是打印机的温度，目的是精确控制每次堆敷的起始温度，测温范围窄，无法实时采集电弧熔丝增材制造过程中增材基板内各点的温度分布情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于电弧增材的可调节阵列多点测温装置。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种用于电弧增材的可调节阵列多点测温装置，包括电弧增材工装，K型热电偶，传感器滑块，Y滑道，X滑道，增材基板，焊枪，送丝机构和工作台；

电弧增材工装设置在工作台上，电弧增材工装上设有两个X滑道，和多个沿X滑道滑动的Y滑道，每个Y滑道上均布多个沿Y滑道滑动的传感器滑块，传感器滑块内设有K型热电偶，K型热电偶内设弹簧，保证在增材过程中受热而变形的基板与热电偶始终稳定贴合；所述增材基板设置在K型热电偶上。

进一步的，所述Y滑道，X滑道上均设有刻度盘。

进一步的，还包括承力支架，所述承力支架设置在电弧增材工装下方，平行于X滑道设置，用于支撑Y滑道。

进一步的，还包括传感器安装附件，数据采集卡和工控机；

K型热电偶通过传感器安装附件将多个K型热电偶的温度信号收集整合之后通过数据总线传递到工控机内部安装的数据采集卡。