一种层冷调控电弧增材双相钢制备装置及系统

本发明涉及层冷调控，具体地说是一种层冷调控电弧增材双相钢制备装置及系统。

背景技术：

1、在工业生产和金属制造领域，特别是涉及到高精度焊接和热处理的过程中，温度控制是至关重要的一环。传统的冷却系统虽然在一定程度上能够满足基本的冷却需求，但面对现代工业对温度控制精度和效率越来越高的要求，其局限性日益凸显；

2、在实际使用的过程中，传统冷却系统往往依赖于简单的温度传感和手动调节，难以实现对温度的精确控制。在金属焊接等需要高度精确温控的场合，这种不精准可能导致焊接质量下降，甚至引发安全隐患；

3、传统冷却系统通常采用单一的冷却方式，如自然冷却或简单的水冷，冷却效率低下。特别是在高温环境下或需要快速降温的场合，传统系统难以满足快速、高效的冷却需求。

4、为此，本领域技术人员提出了一种层冷调控电弧增材双相钢制备装置及系统来解决背景技术提出的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种层冷调控电弧增材双相钢制备装置及系统，通过集成先进的循环水冷技术，旨在解决传统温控技术存在的问题，满足现代工业对高精度、高效率温控技术的迫切需求。

2、一种层冷调控电弧增材双相钢制备装置，包括密封外板，所述密封外板的外侧壁安装有连接门板，所述密封外板的内侧壁固定连接有固定底座，所述固定底座的顶部安装有连接滑轨，所述连接滑轨的顶部滑动连接有横向轨道，所述横向轨道的顶部滑动连接有支撑板，所述连接滑轨顶端的一侧安装有连接底座，所述连接底座的顶端固定连接有第一移动臂，所述第一移动臂的外侧还转动连接有第二移动臂；

3、调控机构，所述调控机构设置在支撑板与固定底座的顶端；所述调控机构包括水箱，所述水箱安装在固定底座顶端的一侧壁，所述水箱的最外侧固定连接有入水端，所述入水端的内侧安装有回水管；所述入水端的外侧安装有控水环，所述水箱靠近入水端的位置安装有控制模块，所述水箱的底端和内侧安装有控温件；

4、所述支撑板的内侧壁安装有水冷头，所述水冷头的出水端与回水管的入水端相连接，所述水冷头的入水端与水箱远离入水端一侧表面设置的出水口相连接；

5、注气机构，所述注气机构设置在密封外板的顶部；

6、控温机构，所述控温机构设置在第二移动臂的外侧壁。

7、优选的，所述控温件包括控温筒，所述控温筒安装在水箱的内侧壁，所述控温筒的底端还安装有液氮输入管，所述控制模块的两端分别设置有导线与液氮输入管外侧的控制开关和控水环相连接，所述控水环外置有网络模块或直接通过导线与外置设备相连接，所述水箱的内侧壁开设有入水槽。

8、优选的，所述注气机构包括储存筒，所述储存筒安装在密封外板的外侧壁，所述储存筒的出气口安装有注气筒，所述密封外板的顶部还安装有传输模块，所述注气筒的出气端与传输模块相连接在一起，所述密封外板顶端的两侧均开设有换气口。

9、优选的，所述传输模块的底端安装有气体检测模组，所述气体检测模组的一侧壁安装连接有注气口，所述气体检测模组的另一侧壁安装有摄像头模组，所述摄像头模组也与控制模块之间通过导线连接在一起。

10、优选的，所述温控机构包括双向管路，所述双向管路安装在水箱的顶部，所述第二移动臂的外侧壁安装有限位环，所述限位环的内侧与双向管路卡合连接在一起，所述第二移动臂的最外端安装有注入头，所述注入头的顶部安装有分段管路，所述分段管路分为进水与出水口，所述注入头的外侧缠绕有环路散热管。

11、优选的，所述双向管路呈两个，分别与分段管路的出水与进水口相连接，与环路散热管形成闭合回路对注入头进行降温。

12、一种层冷调控电弧增材双相钢制备系统，包括循环水路系统，用于实现冷却水的循环流动，包括水箱、回水管、进水管和水冷头；

13、智能温控系统，包括测温仪、控制模块和液氮输入管，用于实时监测设备温度并精确控制冷却水的温度；

14、气体监测与调控系统，包括摄像头模组、注气口和气体检测模组，用于实时监测工作区域的气体环境并根据需要注入氩气以稳定焊接过程。

15、优选的，所述测温仪为高精度传感器，能够实时监测设备温度并反馈至控制模块，以实现对冷却效率的精确调节。

16、优选的，所述控制模块能够根据测温仪反馈的温度数据，通过调节水流量、液氮注入量等方式，精确控制冷却水的温度，满足金属制造及焊接过程对温度的具体要求，所述摄像头模组能够捕捉金属制造件的高度信息，并反馈至控制模块，以动态调整降温速率，确保温控的准确性。

17、优选的，所述注气口能够实时监测工作区域内的气体成分，特别是氧气含量和可能的有害气体，以确保焊接过程的稳定性和安全性；

18、所述气体检测模组能够根据气体检测模组的数据，由控制模块控制向工作区域注入氩气，以创造稳定的惰性气体环境，提高焊接质量。

19、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

20、1、通过引入更高效的冷却介质，如液氮或特殊冷却液，本专利能够显著提高冷却速率，使得增材过程中的热量能够迅速且均匀地散失。这种高效的冷却方式不仅缩短了冷却时间，还大大减少了因温度梯度过大而导致的材料内部应力集中和晶粒粗化现象，从而有利于形成更细小、均匀的晶粒结构，提升材料的整体性能。

21、2、通过温控模块的设置，可以依据增材过程中的实时温度反馈，动态调整冷却强度和时间。这种动态冷却控制策略确保了每一层增材后的温度都能精确控制在预定范围内，有效避免了因温度波动过大而对后续增材层产生的不良影响。同时，通过引入闭环控制系统，本专利能够实时监测增材层表面温度，并与预设的冷却曲线进行精准对比，从而自动调整冷却参数，实现更加精细化的层间冷却控制。

技术特征：

1.一种层冷调控电弧增材双相钢制备装置，其特征在于：包括密封外板(1)，所述密封外板(1)的外侧壁安装有连接门板(11)，所述密封外板(1)的内侧壁固定连接有固定底座(2)，所述固定底座(2)的顶部安装有连接滑轨(21)，所述连接滑轨(21)的顶部滑动连接有横向轨道(22)，所述横向轨道(22)的顶部滑动连接有支撑板(23)，所述连接滑轨(21)顶端的一侧安装有连接底座(24)，所述连接底座(24)的顶端固定连接有第一移动臂(25)，所述第一移动臂(25)的外侧还转动连接有第二移动臂(26)；

2.如权利要求1所述一种层冷调控电弧增材双相钢制备装置，其特征在于：所述控温件包括控温筒(36)，所述控温筒(36)安装在水箱(3)的内侧壁，所述控温筒(36)的底端还安装有液氮输入管(35)，所述控制模块(34)的两端分别设置有导线与液氮输入管(35)外侧的控制开关和控水环(33)相连接，所述控水环(33)外置有网络模块或直接通过导线与外置设备相连接，所述水箱(3)的内侧壁开设有入水槽(39)。

3.如权利要求1所述一种层冷调控电弧增材双相钢制备装置，其特征在于：所述注气机构包括储存筒(4)，所述储存筒(4)安装在密封外板(1)的外侧壁，所述储存筒(4)的出气口安装有注气筒(41)，所述密封外板(1)的顶部还安装有传输模块(42)，所述注气筒(41)的出气端与传输模块(42)相连接在一起，所述密封外板(1)顶端的两侧均开设有换气口(43)。

4.如权利要求3所述一种层冷调控电弧增材双相钢制备装置，其特征在于：所述传输模块(42)的底端安装有气体检测模组(46)，所述气体检测模组(46)的一侧壁安装连接有注气口(44)，所述气体检测模组(46)的另一侧壁安装有摄像头模组(45)，所述摄像头模组(45)也与控制模块(34)之间通过导线连接在一起。

5.如权利要求1所述一种层冷调控电弧增材双相钢制备装置，其特征在于：所述温控机构包括双向管路(5)，所述双向管路(5)安装在水箱(3)的顶部，所述第二移动臂(26)的外侧壁安装有限位环(51)，所述限位环(51)的内侧与双向管路(5)卡合连接在一起，所述第二移动臂(26)的最外端安装有注入头，所述注入头的顶部安装有分段管路(52)，所述分段管路(52)分为进水与出水口，所述注入头的外侧缠绕有环路散热管(53)。

6.如权利要求5所述一种层冷调控电弧增材双相钢制备装置，其特征在于：所述双向管路(5)呈两个，分别与分段管路(52)的出水与进水口相连接，与环路散热管(53)形成闭合回路对注入头进行降温。

7.一种层冷调控电弧增材双相钢制备系统，其特征在于：包括循环水路系统，用于实现冷却水的循环流动，包括水箱(3)、回水管(32)、进水管和水冷头(37)；

8.如权利要求7所述一种层冷调控电弧增材双相钢制备系统，其特征在于：所述测温仪为高精度传感器，能够实时监测设备温度并反馈至控制模块(34)，以实现对冷却效率的精确调节。

9.如权利要求7一种层冷调控电弧增材双相钢制备系统，其特征在于：所述控制模块(34)能够根据测温仪反馈的温度数据，通过调节水流量、液氮注入量等方式，精确控制冷却水的温度，满足金属制造及焊接过程对温度的具体要求，所述摄像头模组(45)能够捕捉金属制造件的高度信息，并反馈至控制模块(34)，以动态调整降温速率，确保温控的准确性。

10.如权利要求7一种层冷调控电弧增材双相钢制备系统，其特征在于：所述注气口(44)能够实时监测工作区域内的气体成分，特别是氧气含量和可能的有害气体，以确保焊接过程的稳定性和安全性；

技术总结
本发明涉及层冷调控技术领域，提供了一种层冷调控电弧增材双相钢制备装置及系统，包括密封外板，密封外板的外侧壁安装有连接门板，密封外板的内侧壁固定连接有固定底座，固定底座的顶部安装有连接滑轨，连接滑轨的顶部滑动连接有横向轨道，横向轨道的顶部滑动连接有支撑板，连接滑轨顶端的一侧安装有连接底座；通过引入更高效的冷却介质，如液氮或特殊冷却液，本专利能够显著提高冷却速率，使得增材过程中的热量能够迅速且均匀地散失。这种高效的冷却方式不仅缩短了冷却时间，还大大减少了因温度梯度过大而导致的材料内部应力集中和晶粒粗化现象，从而有利于形成更细小、均匀的晶粒结构，提升材料的整体性能。

技术研发人员：郑开魁,王家赟,黄晔
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：
技术公布日：2025/3/10