[发明专利]一种增材、焊接用铝合金丝材在线表面氧化层清理的装置

说明书

本发明公开了一种增材、焊接用铝合金丝材在线表面氧化层清理的装置，该装置包括依次连通的焊丝进口区、打磨—矫直区和出口区；焊丝进口区和出口区均为双环形结构，双环形结构的中间连通部分为排屑区，排屑区为在垂直于通丝方向的截面上，且环绕该截面中心对称开设的矩形通孔；双环形结构的两侧的环形结构中心均开设有内孔作为通丝通道；打磨—矫直区为管状通道，其内壁上设置多个螺旋打磨凸台，沿管状通道长度方向等间距分布，沿管状通道内螺旋状均匀设置；且位于管状通道上对称开设多个矩形排屑通道，相对应的矩形排屑通道与螺旋打磨凸台在垂直截面的同一对称轴上。该装置一方面可以实现对焊丝表面的无死角清洁，另一方面可以实现对焊丝的热矫直。

技术领域

本发明涉及电弧填丝增材制造和焊接设备领域，尤其涉及一种增材、焊接用铝合金丝材在线表面氧化层清理的装置。

背景技术

随着电弧填丝增材制造技术的兴起，以及高效焊接技术的不断发展，焊丝的用量不断增加。在实际生产过程中焊丝拆封后长期暴露在空气中，焊丝表面难免会产生氧化层以及被灰尘、金属粉尘等污染物覆盖。焊丝不经过清理直接送入电弧区域，熔化形成的焊缝性能大大降低，焊缝质量得不到保障。这种现象在传统的焊接过程中由于焊缝长度的限制，表现的并不明显。然而在电弧增材过程中，由于长时间、不间断的熔化丝材，填充制造，会造成三个结果：第一，丝材表面污染物所累积的杂质会堵塞送丝管以及送丝机的进丝口；第二，持续不断的氧化层进入增材熔池，造成熔池内部熔渣含量逐渐上升，使得增材组织内部氧化物含量上升，造成增材构件性能的下降；第三，不断增加的熔渣含量会使得成型构件表面的成型质量逐渐下降，影响成型精度。因此在焊丝进入电弧区域之前，需要对焊丝表面进行清理，消除焊丝表面氧化层和污物对焊缝质量的影响。另外，焊丝在送丝过程中在送丝管中的弯折扭曲会使得焊丝绕度叠加，在出丝口出焊丝偏移，易出现焊缝偏移问题。

现有的焊丝表面清理装置及方法，目前大多采用压缩空气吹扫、布带抛光、酸碱洗等方式进行。压缩空气吹扫存在清洗效果不佳、氧化层及杂质残留多、噪音大的问题。布带抛光属于接触式摩擦抛光，需定期更换抛光布，而且不能清除焊丝表面氧化层。酸碱洗也存在生产成本高、有较大环保压力的缺点。中国专利(201610787026.4)公开了一种同步焊接的焊丝表面清洁装置，利用螺旋分布的钢丝刷刮擦焊丝表面来清洁焊丝表面，其存在问题主要包括：1)钢丝刷上钢丝直径较小，刮擦焊丝时易被折弯变形，影响后进入焊丝的清洁效果；2)易在焊丝表面留下连续性划痕，易导致焊丝折断；3)该装置并未解决焊丝送丝过程中的绕度叠加问题。中国专利(201010622702.5)公开了一种送丝机去除铝及铝合金或镁及镁合金氧化膜装置，利用钢片刮擦焊丝表面来清除表面氧化膜，但是存在清除不全面、金属屑黏着等问题，并且也没有解决或减缓焊丝绕度叠加问题。

发明内容

本发明的目的是提出了一种增材、焊接用铝合金丝材在线表面氧化层清理的装置，适用于铝合金焊丝表面氧化层及其他杂质的清理和焊丝的矫直。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种增材、焊接用铝合金丝材在线表面氧化层清理的装置，包括连通的焊丝进口区、打磨—矫直区和出口区；

焊丝进口区和出口区设置在打磨—矫直区两侧；

焊丝进口区和出口区均为双环形结构，双环形结构的中间连通部分为排屑区，排屑区为在垂直于通丝方向的截面上，且环绕该截面中心对称开设的矩形通孔；双环形结构的两侧的环形结构中心均开设有内孔作为通丝通道；

打磨—矫直区为管状通道，其内壁上设置多个螺旋打磨凸台，沿管状通道长度方向等间距分布，沿管状通道内螺旋状均匀设置；且位于管状通道上对称开设多个矩形排屑通道，相对应的矩形排屑通道与螺旋打磨凸台在垂直截面的同一对称轴上。

进一步的，焊丝进口区和出口区的双环形结构的两个环形结构中心的间距为2～6mm，内孔直径为焊丝直径+0.1mm。

进一步的，内孔两侧开圆角，圆角半径为环形结构厚度的一半，有利于夹紧焊丝。