[发明专利]一种电弧增材与电辅助超声冲击强化复合制造方法和装置

摘要

本发明涉及一种电弧增材与电辅助超声冲击强化复合制造方法和装置，本发明方法是用电弧熔化金属丝材，通过焊枪及送丝机构在基板上沉积一层或多层后，利用直流脉冲电源加热基板和沉积层，由温度传感器获取沉积层表面温度，当温度达到预定值，利用超声冲击装置对沉积层表面进行超声冲击。本发明的装置包括基板、夹具、工作台、焊枪、送丝装置、温度传感器、超声波发生器、超声冲击装置、电极、导线、直流脉冲电源、绝缘垫片。本发明将脉冲电流辅助加热、超声冲击强化与电弧增材过程有机结合，通过电、热、声、力多场耦合作用提升沉积层成形精度和细化晶粒尺寸，消减电弧增材过程中气孔、裂纹等缺陷及内部残余拉应力，提升材料力学性能。

主权项

1.一种电弧增材与电辅助超声冲击强化复合制造方法和装置，包括由基板5、左右夹具8和18、工作台2、绝缘垫片4、7和19组成的支撑装置；由焊枪14、送丝机构16、运动机构15及电弧沉积层9组成的电弧增材装置；由超声波发生器10、超声换能器11‑1、换能器外壳11‑2、超声变幅杆11‑3、绝缘垫片11‑4、夹持柄11‑5和冲击工具头11‑6组成的超声冲击装置；由温度传感器13以及液压缸12所构成的温度检测装置；由直流脉冲电源3、导线1、左右电极6和20所构成的电加热装置。其特征在于，基板5通过左右夹具8和18固定在工作台2上；焊枪14和送丝机构16连接在电弧增材运动机构15上；温度传感器13位于焊枪14后方，电弧沉积层9上方；超声换能器11‑1置于换能器外壳内11‑2，换能器外壳11‑2上有管路接头，与超声波发生器10连接，变幅杆连接11‑3在超声换能器11‑1下方，夹持柄11‑5连接在变幅杆11‑3下方，冲击工具头11‑6连接在夹持柄11‑5下方，在变幅杆11‑3与夹持柄11‑5之间插入绝缘垫片11‑4；左右电极6和20连接在基板5两侧，通过导线1与直流脉冲电源3的正负极连接；在基板5与工作台2之间、基板5与左右夹具8和18之间分别插入绝缘垫片4、7和19，并用左右夹具8和18固定。