[發明專利]一種碳鋼結構件自壓縮電弧增材制造方法

有效

• 申請號: 201610399787.2
• 申請日: 2016-06-06
• 公開（公告）號: CN107457469B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 馮曰海;溫斌和;王克鴻;張德庫;黃俊;周琦;余進
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

1.一種碳鋼結構件自壓縮電弧增材制造方法，所述的碳鋼結構件為柱型旋轉殼體和錐形旋轉殼體復合結構件，其特征在于，該碳鋼結構件為200～800層圓環形堆敷層堆敷成碳鋼結構件；

采用獨立填絲方式配合自壓縮電弧熱源進行旋轉件的分層堆敷成型，即將絲材送進，自壓縮電弧熔化絲材進行金屬堆敷，保持焊槍于起弧點，旋轉變位機，完成一層圓環形堆敷層；然后焊槍增加一個固定高度，重復上述堆敷方式形成下一層堆敷層，如此往復循環，最終由200～800層圓環形堆敷層累積疊加形成柱型和錐形旋轉殼體復合結構件；

堆敷時，相鄰堆敷層采用同向堆敷，各圓環形堆敷層成形的起弧點和熄弧點重合，且變位機的旋轉方向始終一致；

該方法具體包含如下步驟：

1)在碳鋼基材上選取起弧點，焊槍保持位置不變，變位機順時針旋轉365°～380°，開始柱型旋轉殼體第一層圓環形堆敷層的堆敷，保證熄弧點與起弧點重疊，軌跡閉合；

2)完成柱型旋轉殼體第一層圓環形堆敷層的堆敷后，變位機逆時針旋轉365°～380°，回到初始位置，焊槍原位置升高0.3～2.0mm，變位機旋轉365°～380°，開始第二層圓環形堆敷層的堆敷，堆敷的方向與第一層相同；

3)完成第二層圓環形堆敷層的堆敷后，重復步驟2)，完成柱型旋轉殼體的堆敷；

4)然后變位機傾斜10°～60°，接著在柱形結構殼體的頂層選取起弧點，焊槍位置保持不變，變位機順時針旋轉365°～380°，開始錐形旋轉殼體第一層圓環形堆敷層的堆敷；

5)完成錐形旋轉殼體第一層圓環形堆敷層的堆敷后，變位機逆時針旋轉365°～380°，回到初始位置，焊槍原位置升高0.3～2.0mm，變位機順時針旋轉365°～380°，開始錐形旋轉殼體第二層圓環形堆敷層的堆敷，堆敷的方向與第一層相同；

6)完成第二層圓環形堆敷層的堆敷后，重復步驟5)，完成錐形旋轉殼體堆敷成形，即得到柱型旋轉殼體和錐形旋轉殼體復合結構件。

2.根據權利要求1所述的一種碳鋼結構件自壓縮電弧增材制造方法，其特征在于，所述的自壓縮電弧堆敷電流為80～200A，堆敷速度20～60cm/min，填絲速度0.8～2.0m/min。

3.根據權利要求1所述的一種碳鋼結構件自壓縮電弧增材制造方法，其特征在于，所述的圓環形堆敷層寬度為3.0～8.0mm。

4.根據權利要求1所述的一種碳鋼結構件自壓縮電弧增材制造方法，其特征在于，所述的自壓縮電弧為自壓縮等離子弧。

5.根據權利要求1所述的一種碳鋼結構件自壓縮電弧增材制造方法，其特征在于，所述的基材為Q235碳鋼，絲材為Ф0.8～Ф2.0mm的H08Mn2Si。