[发明专利]一种铝合金电弧增材柔性气体保护装置及方法

说明书

本发明公开了一种铝合金电弧增材柔性气体保护装置，包括气体保护室本体；支撑装置，所述支撑装置用于支撑所述气体保护室本体；所述气体保护室本体的上端设置有排气管路；所述气体保护室本体设置有检测装置，所述检测装置用于检测所述气体保护室本体内的氧气浓度、湿度或氩气浓度中的一种或多种；执行装置，所述执行装置延伸进入所述气体保护室本体的一端包括焊枪，所述焊枪上设置有进气装置，所述进气装置用于输入空气和氩气；所述执行装置与所述气体保护室本体连接的位置设置有用于密封所述气体保护室本体的柔性密封罩；所述执行装置可在所述气体保护室本体内沿预定方向移动预定行程。本发明公开了一种铝合金电弧增材柔性气体保护方法。

技术领域

本发明涉及丝材电弧快速成形技术保护装置技术领域，具体地，涉及一种铝合金电弧增材柔性气体保护装置及方法。

背景技术

铝合金具有材料密度低、强度比高、塑性好、耐腐蚀性能强等优点，广泛的应用于航空航天领域。铝合金电弧送丝增材制造技术是一种通过焊接原理，熔化铝合金焊丝堆积成三维结构形态的金属结构件的方法。相比于激光快速成型技术，电弧送丝增材制造技术具有成本低、成型效率高、成形组织致密等优点，特别适用于航空航天领域大型铝合金结构件的快速成形制造。但铝合金具有严重的氧化和吸气倾向，增材制造过程暴露在大气环境下，熔池易融入氢元素而形成气孔，成形表面也容易氧化，严重影响成形零件的性能。

为减小气孔含量和表面氧化，需要对铝合金电弧增材成形环境进行保护控制，中国专利CN205414666U公开了一种钛合金增材制造气体保护装置，能有效防止钛合金增材制造过程中与空气的接触，同时能减小增材制造过程中热量的积累。此专利的不足之处在于，有效成形体积小，不能满足大型结构件的需求；由于铝合金比钛合金对氢元素更敏感，此专利底座上进气口并不能对焊接区域起到特殊的保护作用，且很容易被大型基板覆盖，无法有效避免组织宏观气孔的形成，因此该装置并不适用于铝合金结构件的增材制造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金电弧增材柔性气体保护装置，通过施焊前依次充入干燥气体和高纯氩气，并对熔池及附近区域重点保护，可制备无宏观气孔的铝合金零件，从而提高铝合金电弧增材零件的性能。

本发明提供以下技术方案：

一种铝合金电弧增材柔性气体保护装置，包括 气体保护室本体；支撑装置，所述支撑装置用于支撑所述气体保护室本体；所述气体保护室本体的上端设置有排气管路；所述气体保护室本体设置有检测装置，所述检测装置用于检测所述气体保护室本体内的氧气浓度、湿度或氩气浓度中的一种或多种；执行装置，所述执行装置延伸进入所述气体保护室本体的一端包括焊枪，所述焊枪上设置有进气装置，所述进气装置输入水分含量不高于5ppmv的空气,待保护室内相对湿度为0-2%RH时停止充入空气，改充入预定纯度的氩气，所述氩气的纯度不低于99.999%； 所述执行装置与所述气体保护室本体连接的位置设置有用于密封所述气体保护室本体的柔性密封罩；所述执行装置可在所述气体保护室本体内沿预定方向移动预定行程。

进一步地，所述柔性密封罩一端安装在所述气体保护室本体的一侧，一端连接于所述执行装置上，所述柔性密封罩呈折叠结构，可伸展或压缩。

进一步地，所述检测装置包括氧浓度传感器、湿度传感器或氩气传感器中的一种或多种。

进一步地，所述预定行程为0.5m-2m。

进一步地，所述柔性密封罩的内侧安装有用于提高所述柔性密封罩刚度的弹性限位装置。

进一步地，所述弹性限位装置包括安装于所述执行装置上的弹性限位座及连接于所述弹性限位座一端的弹性限位绳，所述弹性限位绳的另一端连接所述气体保护室本体。

进一步地，所述执行装置为机械臂。

进一步地，所述焊枪为MIG焊枪或TIG焊枪。