[实用新型]一种用于铝合金薄壁回转体激光增材制造的成形保护结构

说明书

本实用新型属于激光增材制造领域，并具体公开了一种用于铝合金薄壁回转体激光增材制造的成形保护结构，其包括冷却板、液氩喷嘴、基板和玻璃管，其中：所述冷却板固定安装在所述基板下方，且冷却板上开设有多个相互连通的环形管道槽；所述液氩喷嘴穿过所述冷却板，该液氩喷嘴出口与所述环形管道槽连通；所述基板用于放置待成形回转体，且基板上开设有多个与所述环形管道槽连通的孔；所述玻璃管安装在所述基板上，且该玻璃管上方设有石棉布，该石棉布与玻璃管共同在待成形回转体四周构成一个氩气仓。本实用新型解决了铝合金薄壁回转体在激光增材制造过程中的易氧化、冷却慢等问题，避免回转体成形后出现高低不平、坍塌、尺寸精度无法保证等问题。

技术领域

本实用新型属于激光增材制造领域，更具体地，涉及一种用于铝合金薄壁回转体激光增材制造的成形保护结构。

背景技术

激光增材制造技术是以高能量密度的激光为热源，将丝材或粉材熔化形成熔池，冷却凝固后形成熔覆层，熔覆层逐层堆积即可形成特定形状尺寸的结构零件。激光增材制造具有不受零件结构限制的优点，可用于结构复杂、难加工以及薄壁类零件的加工制造。

铝合金薄壁回转体广泛应用于航空航天、国防军工等重要领域。采用传统铸造加上减材加工以及卷制加上焊接加工等方法进行制备，但分别具有材料利用率低及尺寸精度难以保证等劣势。采用激光增材制造技术具有材料利用率高、制造柔性大以及尺寸精度高等优势。

然而相比于铁合金、钛合金等高熔点金属，铝合金激光增材制造的难度相对较大。难点之一为铝元素化学性质活泼，在成形过程中易氧化，而氧化产物的熔点远高于铝合金的熔点，一旦在沉积区域形成氧化物，便会对已成形区域形成高低起伏甚至塌陷，使得增材制造过程无法继续进行，因此铝合金在激光增材制造成形过程中对惰性气体氛围要求极高。难点之二为连续的激光热输入使铝合金基体温度较高，从而粘度小、易流动，导致熔覆层变宽，严重影响成形零件尺寸精度，且连续的激光作用使得激光熔覆送粉头工作温度过高，易出现送粉管烧损、堵塞等问题，影响熔覆的稳定性。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种用于铝合金薄壁回转体激光增材制造的成形保护结构，其目的在于，通过在基板下方设置冷却板以及液氩喷嘴，上方设置氩气仓，解决了铝合金薄壁回转体在激光增材制造过程中的易氧化、冷却慢等问题，避免铝合金薄壁回转体在成形过程中出现的高低不平、坍塌、尺寸精度无法保证等问题。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种用于铝合金薄壁回转体激光增材制造的成形保护结构，包括冷却板、液氩喷嘴、基板和玻璃管，其中：

所述冷却板固定安装在所述基板下方，且冷却板上开设有多个相互连通的环形管道槽；所述液氩喷嘴穿过所述冷却板，该液氩喷嘴出口与所述环形管道槽连通；所述基板用于放置待成形回转体，且基板上开设有多个与所述环形管道槽连通的孔；所述玻璃管安装在所述基板上，且该玻璃管上方设有石棉布，该石棉布与玻璃管共同在待成形回转体四周构成一个氩气仓。

作为进一步优选的，所述基板上表面开设有环形槽，所述玻璃管放置在该环形槽中。

作为进一步优选的，所述环形槽的宽度比所述玻璃管的管壁厚度宽3mm～5mm。

作为进一步优选的，所述冷却板上的多个环形管道槽为同心槽。

作为进一步优选的，还包括液氩杜瓦罐，该液氩杜瓦罐通过不锈钢软管与所述液氩喷嘴连接。

作为进一步优选的，还包括温度调节装置，该温度调节装置用于检测氩气仓内温度，并根据氩气仓内温度调整所述液氩喷嘴喷射液氩的量。

作为进一步优选的，所述冷却板与所述液氩喷嘴间隙配合，所述冷却板与所述液氩喷嘴能独立转动。

作为进一步优选的，所述冷却板和基板的外圆尺寸相同，且冷却板和基板通过三爪卡盘夹紧。