[发明专利]一种超高强钢大型构件冷裂纹控制机器人增材装置及工艺方法

权利要求书

1.一种超高强钢大型构件冷裂纹控制机器人增材工艺方法，其特征在于，氩氧氮混合气作为保护气体，相互独立的超高强钢双丝在送丝机的带动下经双丝增材专用枪送至构件上方，双丝既作为电极又作为填充金属；设置第三根丝不锈钢丝在送丝机作为填充金属介于两根超高强钢丝材中间；调整超高强钢丝材与不锈钢丝材的间距，接通增材电源，在超高强钢丝材与构件的接缝之间起弧，形成熔池；不锈钢丝受到超高强钢丝材的热辐射、电弧热后开始融化，逐渐滴入熔池；形成的熔池呈“超高强钢-不锈钢-超高强钢”夹层特征，冷却凝固后形成构件；其中，超高强钢作为大型构件中硬质部分，用于承载；而不锈钢作为大型构件中软质部分，用于承担增材过程中的所有变形。

2.根据权利要求1所述的超高强钢大型构件冷裂纹控制机器人增材工艺方法，其特征在于，两根超高强钢丝材直径相等，化学成分和元素含量相同，用于保证增材过程中的稳定性。

3.根据权利要求1所述的超高强钢大型构件冷裂纹控制机器人增材工艺方法，其特征在于，超高强钢构件增材过程中，三丝形成的熔池，以第三超高强钢丝材的同心圆圆心为原点O，增材轨迹为x轴，连接三圆心所成直线为y轴，设增材专用枪沿着轨迹增材后三丝各自熔融得熔池一、二、三；x轴与第三熔池中心线重合，第一超高强钢丝材与第二不锈钢细丝之间的距离d1，第二不锈钢细丝与第三超高强钢丝材之间的距离d2；通过控制第二不锈钢细丝与两根超高强钢间距，从而得到d1和d2的大小。

4.根据权利要求3所述的超高强钢大型构件冷裂纹控制机器人增材工艺方法，其特征在于，当两根超高强钢的间距d1+d2较小，约为7～10mm时，增材一道后形成大熔池。

5.根据权利要求3所述的超高强钢大型构件冷裂纹控制机器人增材工艺方法，其特征在于，当增材丝之间的距离d1、d2较大时，第二不锈钢细丝搭接熔池一和熔池二，使增材一道后的道宽加大为约11～14mm。

6.一种超高强钢大型构件冷裂纹控制机器人增材装置，其特征在于，包括增材电源、送丝系统、增材专用枪、机器人控制系统、供水供气系统；

增材电源具体包括第一脉冲电源、第二脉冲电源，第一脉冲电源、第二脉冲电源通过LHSB连接并协同控制，可相互通信；通过脉冲相位控制达成对超高强钢所产生电弧的相位控制；送丝系统包括三台四轮驱动送丝机、两个超高强钢丝材盘、一个不锈钢丝材盘及软管；两台四轮驱动送丝机分别驱动两个丝材盘的超高强钢丝材至双丝增材专用枪；引入的一根不锈钢丝材位于不锈钢丝材盘中，在送丝机的驱动下，被送至外置增材专用枪；

机器人控制系统主要包括机器人、控制柜、示教器；机器人手臂装有双丝增材专用枪；在机器人的总点处设计可拆卸的卡箍，卡箍与外置送丝手臂相连，以支配外置增材专用枪的运转；

控制柜内部器件采用总线形式；控制柜通过示教器控制工作过程。

7.如权利要求6所述的超高强钢大型构件冷裂纹控制机器人增材装置，其特征在于，供水供气系统包括两个气瓶和两个内置于增材电源的水箱，能够满足设备上的要求。