[发明专利]一种提高电弧增材构件表面成形精度的装置及方法

权利要求书

1.一种提高电弧增材构件表面成形精度的装置，其特征在于：包括焊枪，所述焊枪上安装有磁头，所述磁头的磁感应线圈电连接有励磁电源，所述励磁电源能够产生励磁电流及励磁频率；所述磁头底部设置有尖角磁场导磁杆，所述焊枪一侧倾斜设置有送丝管；所述焊枪下方设置有工作台，所述工作台上用于放置工件；所述磁感应线圈外部缠绕有冷却水管，所述冷却水管通过进水口和出水口分别与水冷系统连通；所述励磁电源为交流电源，电流为5-40A，频率为10-2000Hz；所述磁感应线圈为400匝，采用外带绝缘皮、内为纯铜而且直径为1mm的铜线绕制6层而成；所述磁感应线圈外设置有磁感应线圈保护壳。

2.根据权利要求1所述的提高电弧增材构件表面成形精度的装置，其特征在于：所述送丝管连接有送丝机，所述焊枪一侧通过夹具固定设置有摄像机，所述摄像机的镜头与增材区域水平并且间距不小于20cm，所述摄像机连接有电脑。

3.一种提高电弧增材构件表面成形精度的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：在工作台的基板上进行工件堆积，选用确定尺寸的焊丝，选择确定的增材工艺参数，增材工艺参数包括焊接电流、送丝速度、焊接速度、保护气体流量、钨极伸出长度、钨极端部距基板的高度；

步骤二：接线，将焊机的正、负极分别接到焊枪和工件上；将励磁电源的正、负极通过导线连接到磁感应线圈的两端，形成闭合回路；将尖角磁场导磁杆连接磁感应线圈，把磁场导入到增材区域，将磁感应线圈通过冷却水管与水冷系统连接；

步骤三：堆积，采用机器人手臂将焊枪送至待焊点，以相应增材参数进行单道多层堆积；

步骤四：电弧形态的采集，摄像机调整好清晰度后在增材过程中与焊枪同步运动，通过电脑端清楚地观察到电弧、熔滴和熔池的状态；

步骤五：通过调节励磁电源上的旋钮来调节励磁电流和励磁频率的大小，从而调节洛伦兹力大小和作用频率，影响电弧、熔滴和熔池。

4.根据权利要求3所述的提高电弧增材构件表面成形精度的方法，其特征在于：励磁电流为5A-25A，励磁频率为10-100Hz，焊接电流为90-190A，送丝速度为10-40mm/s，焊接速度为10-40cm/min。