[发明专利]一种电磁辅助电弧增材制造成形装置及方法

权利要求书

1.一种电磁辅助电弧增材制造成形装置，其特征在于，包括基板(15)、电弧焊枪(8)、电磁线圈、线激光扫描仪(6)和磁场测量仪(13)，其中，所述电弧焊枪(8)和电磁线圈位于所述基板(15)上方，所述电弧焊枪(8)用于在基板(15)上焊接成形待成形零件(12)，所述电磁线圈用于在待成形零件(12)的焊道(10)熔池处施加磁场；所述线激光扫描仪(6)位于所述待成形零件(12)上方，用于对焊道(10)表面形貌进行检测；所述磁场测量仪(13)位于所述电磁线圈和待成形零件(12)之间，并与所述电磁线圈相连，用于测量和根据所述线激光扫描仪(6)检测到的焊道(10)表面形貌控制所述电磁线圈施加在焊道(10)熔池处的磁场强度。

2.如权利要求1所述的电磁辅助电弧增材制造成形装置，其特征在于，所述电弧焊枪(8)的放电极与所述基板(15)垂直。

3.如权利要求1所述的电磁辅助电弧增材制造成形装置，其特征在于，所述电磁线圈包括漆包扁铜线(3)、支撑骨架(5)和环氧板(2)，所述漆包扁铜线(3)缠绕在所述支撑骨架(5)上，支撑骨架(5)两端用所述环氧板(2)封堵，且支撑骨架(5)内放置有铁芯(7)。

4.如权利要求1所述的电磁辅助电弧增材制造成形装置，其特征在于，所述电磁线圈外包裹有冷却水管(14)。

5.如权利要求1-4任一项所述的电磁辅助电弧增材制造成形装置，其特征在于，该装置还包括轧辊(9)，其位于所述基板(15)上方，用于在焊接成形后对焊道(10)进行轧制。

6.一种电磁辅助电弧增材制造成形方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的装置实现，包括如下步骤：

S1电弧焊枪(8)按预设路径在基板(15)上焊接成形待成形零件(12)，电磁线圈跟随焊枪(8)移动，并按预设磁场强度在待成形零件(12)的焊道(10)熔池处施加磁场，从而产生电磁感应力支撑焊道(10)熔池；

S2线激光扫描仪(6)对焊道(10)表面形貌进行实时检测，若焊道(10)表面形貌与预设标准形貌一致，则重复S1，若焊道(10)表面形貌与预设标准形貌不一致，则通过磁场测量仪(13)调整电磁线圈的磁场强度，并按调整后的磁场强度重复S1；

S3重复S1和S2若干次，直至完成零件的制造成形。

7.如权利要求6所述的电磁辅助电弧增材制造成形方法，其特征在于，所述电磁线圈的磁场方向垂直于焊道(10)。

8.如权利要求6所述的电磁辅助电弧增材制造成形方法，其特征在于，所述电弧焊枪(8)的焊接速度为100mm/min～600mm/min。

9.如权利要求6所述的电磁辅助电弧增材制造成形方法，其特征在于，所述S1中在焊道(10)成形后，采用轧辊(9)对焊道(10)进行轧制。

10.如权利要求6-9任一项所述的电磁辅助电弧增材制造成形方法，其特征在于，在基板(15)上成形零件前，去除基板(15)表面的氧化膜。