[实用新型]一种电弧增材制造过程的红外测温装置

说明书

本实用新型涉及电弧增材制造技术领域，具体涉及一种电弧增材制造过程的红外测温装置。包括：与焊枪连接的转动组件，转动组件包括转动杆，转动杆的一端设置在焊枪侧面且与之转动连接，其另一端固定连接有红外测温仪，还包括设置在转动组件上用于对红外测温仪进行局部降温的冷却组件。通过转动杆与焊枪连接为一体，协同配合红外测温仪，从而实现对电弧增材制造过程温度场变化的实时定位监测，定位准确。通过调节转动杆上下转动角度，从而改变红外测温仪的监测区域。操作简单，监测区域可变，调节灵活。通过设置冷却组件，有助于减少电弧增材制造过程产生的热累积，增强熔池稳定性，有效避免高温环境对红外测温仪监测数据的影响。

技术领域

本实用新型涉及电弧增材制造技术领域，具体涉及一种电弧增材制造过程的红外测温装置。

背景技术

电弧增材制造(Wire and Arc Additive Manufacture，WAAM)是金属增材制造技术的一种，其以电弧作为热源熔化金属丝材，按设定路径在金属基板上逐层熔敷堆积成形。与激光、电子束增材制造技术相比，电弧增材制造技术具有沉积效率高、制造成本低的技术优势。电弧增材制造成形周期短，自动化水平高，能够实现数字化、智能化和柔性化制造。此外，它对于原材料的利用率高，可以快速制造出形状结构较为复杂的零件。同时，其开放的成形环境对于零件的尺寸限制较少，在大尺寸或复杂结构件成形上具有不可比拟的效率与成本优势。另外，电弧增材制造出的成型件由全焊缝金属组成，致密性高，力学性能好，将成为未来装备制造业的主要发展方向。但其在增材制造过程中会产生严重的热积累进而使得成型件质量较差，尺寸精度较低。同时成型过程中温度的变化，又会影响到结构样件的应力变化以及内部晶粒尺寸的变化，从而影响成型样件的性能。因此，获取电弧增材制造过程中的温度场变化就显得十分必要。

在专利CN202122500834.7中的技术方案，包括内部设有支撑台和基板的保护舱，在支撑台的左侧设置有通过连接块与焊枪连接的机器人。在保护舱内设置有对加工时的零件进行温度监测的检测机构。且基板与支撑台之间设有可对加工时的零件进行降温的冷却机构。同时，在焊枪的周围设有安装于连接块上且可对零件进行升温的加热机构。检测机构、冷却机构、加热机构均与温度反馈控制系统电连接，温度反馈控制系统与计算机电连接。通过红外测温仪对零件的加工部位进行实时温度的检测，再利用温度反馈控制系统选择加热机构或冷却机构来调控增材制造过程中的层间温度，从而有效改善电弧增材制造零部件的力学性能。

但该方案中通过金属板将冷却管释放的低温热量传导至金属材质的基板上，从而使得基板能够将低温热量传导至零件的加工部位，以此对零件的加工部位进行冷却。通过设置保温板减少热量在传递过程中的流失，提高冷却效果。但仅利用热传导的方式进行冷却，冷却等待时间偏长。无形中增加了零件成形时间，使得电弧增材成形周期变长。尤其对于尺寸较大的零件，这种冷却方式效率太低，无法满足熔池热量及时传递的要求。此外，虽然通过程序控制能对零件及熔池的温度进行监测，但在电弧增材制造过程中，红外测温仪受高温环境影响致使镜头容易受损，继而进一步影响监测数据准确性。另外，该方案涉及电路连接及计算机程序控制，操作复杂，成本较高，市场应用受限制。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中在电弧增材制造过程中难以实时监测温度变化，无法对红外测温仪进行局部降温，以及难以避免热累积导致的高温对监测设备及零件成形的影响，提供了一种电弧增材制造过程的红外测温装置以克服上述缺陷。

为实现上述发明的目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种电弧增材制造过程的红外测温装置，其设置在3D打印机的焊枪上，

包括与焊枪连接的转动组件；

转动组件包括转动杆，转动杆的一端设置在焊枪侧面且与之转动连接，其另一端固定连接有红外测温仪；

还包括设置在转动组件上用于对红外测温仪进行局部降温的冷却组件。