一种辅助电弧增材沉积试样的智能冷却装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种辅助电弧增材沉积试样的智能冷却装置，包括设置在工作台上的保护箱，保护箱的顶部设有竖向贯通的让位槽口，保护箱的内部设有由升降组件驱动升降的固定板，固定板的顶部设有基板；保护箱的内侧壁设有试样检测单元、温度检测单元及气体释放单元，当沉积试样的高度低于试样检测单元的水平检测高度时，控制单元控制升降组件停止移动、气体释放单元往保护箱内部释放冷却气体；温度检测单元用于检测沉积试样的表面温度，且当沉积试样的表面温度低于设定的温度值时，控制单元控制气体释放单元停止工作。本实用新型专利技术设计合理，既能快速降低沉积试样内部的温度，有效的降低沉积试样的热输入量，缓解沉积层与沉积层之间的热积累问题。之间的热积累问题。之间的热积累问题。

【技术实现步骤摘要】
一种辅助电弧增材沉积试样的智能冷却装置
[0001]
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[0002]本技术涉及一种辅助电弧增材沉积试样的智能冷却装置。
[0003]
技术介绍
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[0004]增材制造技术是一种自下而上逐层增材直至增材最终沉积试样的制造零件工艺技术。根据热源的不同，增材制造技术主要有3种：激光增材制造技术、电子束增材制造技术和电弧增材制造技术。与激光增材制造技术和电子束增材制造技术相比，电弧增材制造技术具有材料利用率高、设备成本费用低、生产效率高等显著优势，因此电弧增材制造技术应用相对广泛，如航天航空、国防军工等领域。此外，电弧增材制造技术可用于制备各种类型的金属材料，如钛合金、铝合金、高温合金等合金材料。
[0005]在电弧增材制造零件的过程中，随着沉积层数的增多，沉积试样的散热条件变差，试样内部的热量会逐渐积累，导致出现严重的热积累情况。一方面，严重的热积累会使熔池长时间保持液态而导致熔池的流动性增强，出现流淌现象，最终导致成形外观恶化，成形质量降低，甚至可能无法成形出最终理想的沉积试样。另一方面，严重的热积累会使沉积试样内部的微观组织中的晶粒在凝固过程中过度长大，形成粗大的柱状晶粒，最终导致沉积试样的力学性能降低。因此，改善电弧增材制造过程中沉积试样的热积累情况是保证电弧增材沉积试样成形外观与组织性能的前提条件。
[0006]目前，针对改善沉积试样热积累情况的方法有很多：一是降低成形电流与电压；二是增加层间冷却时间；三是增加水循环冷却装置；四是增加气体冷却装置。前两种方法的优点是适应性强、装置复杂性低、可操作性强，但是也存在明显的缺点，即冷却时间长、生产效率低；后两种方法的优点是冷却时间短、生产效率高，但是也存在一定的缺点，即自动化程度低、控制程度低。
[0007]
技术实现思路
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[0008]本技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本技术所要解决的技术问题是提供一种辅助电弧增材沉积试样的智能冷却装置，设计合理，既能快速降低沉积试样内部的温度，又能将沉积试样的温度自动调整到所设定的温度。
[0009]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种辅助电弧增材沉积试样的智能冷却装置，包括设置在工作台上的保护箱，所述保护箱的顶部设有竖向贯通的让位槽口，保护箱的内部设有由升降组件驱动升降的固定板，所述固定板的顶部设有用于穿过让位槽口的基板；所述保护箱的内侧壁从上往下依次设有试样检测单元、温度检测单元以及气体释放单元，所述试样检测单元、温度检测单元、气体释放单元以及升降组件分别与控制单元相连接，当沉积试样的高度低于试样检测单元的水平检测高度时，控制单元控制升降组件停止移动、气体释放单元往保护箱内部释放冷却气体；所述温度检测单元用于检测沉积试样的表面温度，且当沉积试样的表面温度低于设定的温度值时，控制单元控制气体释放单元停止工作。
[0010]进一步的，所述保护箱的顶部内表面设有与控制单元相连接的压力检测单元，所述压力检测单元用于检测固定板与保护箱之间的压力值，当固定板与保护箱产生的压力值
大于压力检测单元设定的压力值时，控制单元控制升降组件停止向上移动。
[0011]进一步的，所述控制单元包括升降控制单元和气体流量控制单元，所述升降控制单元分别与升降组件、试样检测单元以及压力检测单元相连接；所述气体流量控制单元分别与温度检测单元和气体释放单元相连接。
[0012]进一步的，还包括焊接电源、送丝系统以及装置电源，所述焊接电源的负极与工作台相连接，焊接电源的正极与送丝系统相连接；所述送丝系统与升降控制单元和气体流量控制单元相连接；所述装置电源与升降控制单元、气体流量控制单元以及压力检测单元相连接。
[0013]进一步的，还包括与送丝系统相连接的焊枪，所述焊枪设于基板的上方，焊枪与基板的夹角为90
°
。
[0014]进一步的，所述基板通过夹具固定在固定板的顶面。
[0015]进一步的，所述升降组件为剪叉式升降机。
[0016]与现有技术相比，本技术具有以下效果：本技术设计合理，既能快速降低沉积试样内部的温度，有效的降低沉积试样的热输入量，缓解沉积层与沉积层之间的热积累问题，同时在保证沉积过程的沉积效率的前提下，对沉积试样成形外观出现流淌现象有明显的改善作用，又能将沉积试样的温度自动调整到所设定的温度，实现沉积试样温度的定量控制。
[0017]附图说明：
[0018]图1是本技术实施例的构造示意图。
[0019]图中：
[0020]1‑
焊接电源；2
‑
送丝系统；3
‑
焊丝；4
‑
沉积试样；5
‑
基板；6
‑
夹具；7
‑
工作台；8
‑
固定板；9
‑
保护箱；10
‑
升降组件；11
‑
试样检测单元；12
‑
温度检测单元；13
‑
气体释放单元；14
‑
升降控制单元；15
‑
气体流量控制单元；16
‑
装置电源；17
‑
焊枪；18
‑
压力检测单元；19
‑
让位槽口。
[0021]具体实施方式:
[0022]下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细的说明。
[0023]在本技术的描述中，需要理解的是，术语
“ꢀ
纵向”、
“ꢀ
横向”、
“ꢀ
上”、
“ꢀ
下”、
“ꢀ
前”、
“ꢀ
后”、
“ꢀ
左”、
“ꢀ
右”、
“ꢀ
竖直”、
“ꢀ
水平”、
“ꢀ
顶”、
“ꢀ
底”、
“ꢀ
内”、
“ꢀ
外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0024]如图1所示，本技术一种辅助电弧增材沉积试样的智能冷却装置，包括工作台7、设置在工作台7上的保护箱9，所述保护箱9的顶部设有竖向贯通的让位槽口19，保护箱9的内部设有由升降组件10驱动升降的固定板8，固定板的尺寸大于让位槽口的尺寸，所述固定板8的顶部设有用于穿过让位槽口19的基板5，沉积试样设置在基板顶面；所述保护箱9的内侧壁从上往下依次设有试样检测单元11、温度检测单元12以及气体释放单元13，试样检测单元用于检测沉积试样的水平高度，温度检测单元用于检测基板上沉积试样的表面温度，气体释放单元用于朝保护箱体内释放冷却气体，实现冷却；所述试样检测单元11、温度检测单12元、气体释放单元13以及升降组件10分别与控制单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辅助电弧增材沉积试样的智能冷却装置，其特征在于：包括设置在工作台上的保护箱，所述保护箱的顶部设有竖向贯通的让位槽口，保护箱的内部设有由升降组件驱动升降的固定板，所述固定板的顶部设有用于穿过让位槽口的基板；所述保护箱的内侧壁从上往下依次设有试样检测单元、温度检测单元以及气体释放单元，所述试样检测单元、温度检测单元、气体释放单元以及升降组件分别与控制单元相连接，当沉积试样的高度低于试样检测单元的水平检测高度时，控制单元控制升降组件停止移动、气体释放单元往保护箱内部释放冷却气体；所述温度检测单元用于检测沉积试样的表面温度，且当沉积试样的表面温度低于设定的温度值时，控制单元控制气体释放单元停止工作。2.根据权利要求1所述的一种辅助电弧增材沉积试样的智能冷却装置，其特征在于：所述保护箱的顶部内表面设有与控制单元相连接的压力检测单元，所述压力检测单元用于检测固定板与保护箱之间的压力值，当固定板与保护箱产生的压力值大于压力检测单元设定的压力值时，控制单元控制升降组件停止向上移动。3.根据权利要求2所述的一种辅助电弧增材...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿海滨，杜思彬，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：