适用于镁合金CMT增材修复焊接的气体保护装置及方法

适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置及方法
技术领域
1.本发明涉及焊接的气体保护装置及方法，属于增材制造技术领域。


背景技术：

2.镁合金是一种轻质、高强度、高刚性和高耐腐蚀性的材料，在航空航天、汽车等领域得到广泛应用。随着镁合金应用范围的扩大，对其大型复杂结构件的需求也越来越高。电弧增材技术成为一种有效的快速制造镁合金零部件的方法，不同于传统制造方法，该技术生产灵活且适用于各种不同的生产需求，如生产高精度零配件和快速打印原型等。此外，电弧增材技术还可用于焊接修复，提高零部件的可维护性。然而，镁合金化学性质活泼，同时具有低熔点和液态下的高氧化性，在焊接修复镁合金增材修复焊接过程中，镁合金熔池表面易氧化污染，内部易夹杂氧化物，影响其力学性能。
3.因此，亟需提出适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置及方法，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决焊接修复镁合金增材修复焊接过程中，镁合金熔池表面易氧化污染，内部易夹杂氧化物，影响其力学性能的问题，提供适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置及方法，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。
5.本发明的技术方案：
6.适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置及方法，包括腔体、进气嘴、第一冲孔网板、第二冲孔网板和套筒，腔体的上部设置有进气嘴，腔体的中部和底部各设置有第一冲孔网板、第二冲孔网板，套筒顺次穿过腔体的上部、第一冲孔网板、第二冲孔网板。
7.优选的：腔体包括上部安装板、第一环型板和第二环型板，所述上部安装板、第一环型板、第一冲孔网板、第二环型板、第二冲孔网板顺次可拆卸连接。
8.优选的：还包括固定支架、连接板和第四紧固螺栓，固定支架套装在套筒的上部，第四紧固螺栓使固定支架夹紧套筒，固定支架通过连接板安装在上部安装板上。
9.优选的：还包括第三紧固螺栓，连接板的中部加工有连接通孔，连接板的数量为四个，两个连接板对称设置在前侧，另两个连接板对称设置在后侧，每个连接板与两个第三紧固螺栓对应设置，一个第三紧固螺栓穿过连接通孔与固定支架连接，另一个第三紧固螺栓穿过连接通孔与上部安装板连接。
10.优选的：上部安装板、第一环型板和第二环型板的中部均加工有同轴设置的通孔，套筒穿过同轴设置的通孔从腔体内伸出。
11.优选的：进气嘴的数量为四个，套筒的两侧各布置有两个进气嘴，进气嘴穿过上部安装板伸入到第一环型板内。
12.优选的：进气嘴包括输气通道、第一分流通道和第二分流通道，输气通道的伸入端与第一分流通道、第二分流通道连通，所述第一分流通道位于第二分流通道的上方，第一分流通道与第二分流通道十字型布置。
13.优选的：第一冲孔网板为粗孔隙冲孔网板，第二冲孔网板为细孔隙冲孔网板。
14.优选的：腔体、第一冲孔网板、第二冲孔网板、固定支架、连接板、套筒采用铝合金材质。
15.适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护方法，包括以下步骤：
16.步骤一：适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置与cmt焊枪连接；
17.步骤二：气体保护。
18.本发明具有以下有益效果：
19.本发明的保护气流速均匀，有效增加cmt增材焊接修复保护中的层流长度，可保护镁合金增材修复焊接熔池，避免其被氧化污染，保证力学性能，从而保证镁合金cmt增材焊接修复保护的效果；
20.本发明通过更换不同的孔径和孔距的第一冲孔网板、第二冲孔网板，可以调节保护气体的流速；
21.本发明便于拆卸，具有很好的适用性和通用性。
附图说明
22.图1是适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置及方法的立体图；
23.图2是适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置及方法的局部示意图；
24.图3是适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置及方法的的侧视图；
25.图4是图3中a-a剖视图；
26.图5是进气嘴的结构图；
27.图6是图5中b-b剖视图。
具体实施方式
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
29.具体实施方式一：结合图1-6说明本实施方式，本实施方式的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，包括腔体、进气嘴1、第一冲孔网板4、第二冲孔网板6和套筒13，腔体的上部设置有进气嘴1，腔体的中部和底部各设置有第一冲孔网板4、第二冲孔网板6，套筒13顺次穿过腔体的上部、第一冲孔网板4、第二冲孔网板6；本发明的保护气流速均匀，有效增加cmt增材焊接修复保护中的层流长度，可保护镁合金增材修复焊接熔池，避免其被氧化污染，保证力学性能，从而保证镁合金cmt增材焊接修复保护的效果。
30.具体实施方式二：结合图1-6说明本实施方式，本实施方式的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，腔体包括上部安装板2、第一环型板3和第二环型板5，所述上部安装板2、第一环型板3、第一冲孔网板4、第二环型板5、第二冲孔网板6顺次可拆卸连接；
还包括第一紧固螺栓9和第二紧固螺栓12，四个阵列布置的第一紧固螺栓9穿过上部安装板2与第一环型板3螺纹连接，四个阵列布置的第二紧固螺栓12顺次穿过第二冲孔网板6、第二环型板5、第一冲孔网板4与第一环型板3螺纹连接；通过更换不同的孔径和孔距的第一冲孔网板4、第二冲孔网板6，可以调节保护气体的流速。
31.具体实施方式三：结合图1-6说明本实施方式，本实施方式的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，还包括固定支架7、连接板8和第四紧固螺栓11，固定支架7为夹箍，固定支架7套装在套筒13的上部，固定支架7具有两个凸起，两个凸起上分别加工有圆通孔和螺纹孔，第四紧固螺栓11穿过圆通孔与螺纹孔螺纹连接，第四紧固螺栓11使固定支架7夹紧套筒13，固定支架7通过连接板8安装在上部安装板2上。
32.具体实施方式四：结合图1-6说明本实施方式，本实施方式的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，还包括第三紧固螺栓10，连接板8的中部加工有连接通孔，连接板8的数量为四个，两个连接板8对称设置在前侧，另两个连接板8对称设置在后侧，每个连接板8与两个第三紧固螺栓10对应设置，一个第三紧固螺栓10穿过连接通孔与固定支架7连接，另一个第三紧固螺栓10穿过连接通孔与上部安装板2连接。
33.具体实施方式五：结合图1-6说明本实施方式，本实施方式的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，上部安装板2、第一环型板3和第二环型板5的中部均加工有同轴设置的通孔，套筒13穿过同轴设置的通孔从腔体内伸出。
34.具体实施方式六：结合图1-6说明本实施方式，本实施方式的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，进气嘴1的数量为四个，套筒13的两侧各布置有两个进气嘴1，进气嘴1穿过上部安装板2垂直伸入到第一环型板3内，且进气嘴1与上部安装板2螺纹连接，cmt焊枪喷嘴与套筒13连接，并穿过套筒13伸出。
35.具体实施方式七：结合图1-6说明本实施方式，本实施方式的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，套筒13的下端截面为梯形结构，进气嘴1包括输气通道14、第一分流通道15和第二分流通道16，输气通道14轴向设置，输气通道14的伸入端与第一分流通道15、第二分流通道16连通，第一分流通道15、第二分流通道16径向布置，所述第一分流通道15位于第二分流通道16的上方，第一分流通道15与第二分流通道16的俯视方向形成十字型布置。
36.具体实施方式八：结合图1-6说明本实施方式，本实施方式的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，第一冲孔网板4为粗孔隙冲孔网板，第二冲孔网板6为细孔隙冲孔网板。
37.具体实施方式九：结合图1-6说明本实施方式，本实施方式的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，腔体、第一冲孔网板4、第二冲孔网板6、固定支架7、连接板8、套筒13采用铝合金材质；本发明多采用薄壁空心结构，柔性好、尺寸小和重量轻，可作为cmt焊枪的辅助构件，结构巧妙，可随时拆卸，具有很好的适用性和通用性。
38.具体实施方式十：结合图1-6说明本实施方式，本实施方式的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护方法，采用所述的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，包括以下步骤：
39.步骤一：适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置与cmt焊枪连接；
40.1.1：cmt焊枪喷嘴与穿过套筒13并伸出到合适位置，将固定支架7套装在套筒13的
上部，旋转第四紧固螺栓11，使套筒13与cmt焊枪喷嘴固定；
41.1.2：旋转第三紧固螺栓10使固定支架7和上部安装板2达到可以活动但不会脱落的状态，根据cmt焊枪喷嘴的姿态及待焊接部位，对固定支架7与上部安装板2的相对位置进行微调，调整完成后旋转第三紧固螺栓10紧固；适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置装配到cmt焊枪喷嘴外环上；
42.步骤二：cmt焊接(冷金属过渡焊接技术)气体保护；
43.向进气嘴1的输气通道14注入氩气，由第一分流通道15和第二分流通道16使氩气从多方向入到第一环型板3内，避免直吹第一冲孔网板4，呈放射状流出，使出气分布均匀，再由第一冲孔网板4二次减速，氩气流入第二环型板5，再经由第二冲孔网板6进行三次减速，最终从腔体内流出的氩气达到流速均匀稳定的状态，形成足够的层流以进行气体保护，焊枪与机器人连接，用于移动焊枪进行不同部位的焊接；本发明为随动的气体保护装置，在焊枪周围形成氩气保护层流，与cmt增材焊接修复使用同种气体，不干扰cmt正常工作；在保证cmt增材焊接修复对熔池的保护效果同时，减少气体保护装置对机器人姿态的影响，增加操作灵活性，不影响多源信息探头采集像焊接相机等设备的使用。
44.需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。
45.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，其特征在于：包括腔体、进气嘴(1)、第一冲孔网板(4)、第二冲孔网板(6)和套筒(13)，腔体的上部设置有进气嘴(1)，腔体的中部和底部各设置有第一冲孔网板(4)、第二冲孔网板(6)，套筒(13)顺次穿过腔体的上部、第一冲孔网板(4)、第二冲孔网板(6)。2.根据权利要求2所述的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，其特征在于：腔体包括上部安装板(2)、第一环型板(3)和第二环型板(5)，所述上部安装板(2)、第一环型板(3)、第一冲孔网板(4)、第二环型板(5)、第二冲孔网板(6)顺次可拆卸连接。3.根据权利要求2所述的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，其特征在于：还包括固定支架(7)、连接板(8)和第四紧固螺栓(11)，固定支架(7)套装在套筒(13)的上部，第四紧固螺栓(11)使固定支架(7)夹紧套筒(13)，固定支架(7)通过连接板(8)安装在上部安装板(2)上。4.根据权利要求3所述的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，其特征在于：还包括第三紧固螺栓(10)，连接板(8)的中部加工有连接通孔，连接板(8)的数量为四个，两个连接板(8)对称设置在前侧，另两个连接板(8)对称设置在后侧，每个连接板(8)与两个第三紧固螺栓(10)对应设置，一个第三紧固螺栓(10)穿过连接通孔与固定支架(7)连接，另一个第三紧固螺栓(10)穿过连接通孔与上部安装板(2)连接。5.根据权利要求2或3所述的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，其特征在于：上部安装板(2)、第一环型板(3)和第二环型板(5)的中部均加工有同轴设置的通孔，套筒(13)穿过同轴设置的通孔从腔体内伸出。6.根据权利要求5所述的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，其特征在于：进气嘴(1)的数量为四个，套筒(13)的两侧各布置有两个进气嘴(1)，进气嘴(1)穿过上部安装板(2)伸入到第一环型板(3)内。7.根据权利要求6所述的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，其特征在于：进气嘴(1)包括输气通道(14)、第一分流通道(15)和第二分流通道(16)，输气通道(14)的伸入端与第一分流通道(15)、第二分流通道(16)连通，所述第一分流通道(15)位于第二分流通道(16)的上方，第一分流通道(15)与第二分流通道(16)十字型布置。8.根据权利要求1或2所述的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，其特征在于：第一冲孔网板(4)为粗孔隙冲孔网板，第二冲孔网板(6)为细孔隙冲孔网板。9.根据权利要求3所述的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，其特征在于：腔体、第一冲孔网板(4)、第二冲孔网板(6)、固定支架(7)、连接板(8)、套筒(13)采用铝合金材质。10.适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护方法，其特征在于：采用权利要求1-9任一项所述的适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置，包括以下步骤：步骤一：适用于镁合金cmt增材修复焊接的气体保护装置与cmt焊枪连接；步骤二：气体保护。

技术总结
本发明涉及适用于镁合金CMT增材修复焊接的气体保护装置及方法，属于增材制造技术领域。解决焊接修复镁合金增材修复焊接过程中，镁合金熔池表面易氧化污染，内部易夹杂氧化物，影响其力学性能的问题。包括腔体、进气嘴、第一冲孔网板、第二冲孔网板和套筒，腔体的上部设置有进气嘴，腔体的中部和底部各设置有第一冲孔网板、第二冲孔网板，套筒顺次穿过腔体的上部、第一冲孔网板、第二冲孔网板。本发明的保护气流速均匀，有效增加CMT增材焊接修复保护中的层流长度，可保护镁合金增材修复焊接熔池，避免其被氧化污染，保证力学性能，从而保证镁合金CMT增材焊接修复保护的效果。镁合金CMT增材焊接修复保护的效果。镁合金CMT增材焊接修复保护的效果。


技术研发人员：董博伦 陈富康 蔡笑宇 林三宝
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/9/19