[發(fā)明專(zhuān)利]一種電弧、激光、磁場(chǎng)多能量場(chǎng)耦合制造工藝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611214847.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106903448B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 占小紅;周俊杰;齊超琪;張琪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B23K28/02
• 分類(lèi)號(hào): B23K28/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種電弧、激光、磁場(chǎng)多能量場(chǎng)耦合制造工藝方法，其特征在于，該方法分別采用特征變量函數(shù)Ф(Ф_A、Ф_L、Ф_M)表征三種能量場(chǎng)的分配系數(shù)，特征變量函數(shù)E(E_A、E_L、E_M)表征三種能量場(chǎng)的輸入能量，其中Ф_A、Ф_L、Ф_M分別是電弧輸入能量比例、激光輸入能量比例、磁場(chǎng)輸入能量比例，Ф_A+Ф_L＝1、Ф_M＝0或1；根據(jù)焊接能量場(chǎng)以及增材制造能量場(chǎng)的要求，選擇電弧、激光、電弧-激光、電弧-磁場(chǎng)、激光-磁場(chǎng)、電弧-激光-磁場(chǎng)多種能量場(chǎng)耦合方式中之一進(jìn)行，Ф_A、Ф_L、Ф_M取值均∈[0，1]；且E(E_A、E_L、E_M)由具體工藝參數(shù)確定；總能量輸入E＝Ф_AE_A+Ф_LE_L+Ф_ME_M；

對(duì)于焊接能量場(chǎng)的確定：

1)當(dāng)要求高效率、低成本，對(duì)精度以及性能要求較小時(shí)，采用電弧焊接方法，取Ф_A＝1、Ф_L＝0、Ф_M＝0；

2)當(dāng)要求高精度、高性能，對(duì)成本要求較小時(shí)，采用激光焊接方法，取Ф_A＝0、Ф_L＝1、Ф_M＝0；

3)當(dāng)要求較高性能、高效率、高質(zhì)量，成本適中，對(duì)精度要求較小時(shí)，采用電弧-激光復(fù)合焊接方法，Ф_A∈[0.5，1)、Ф_L∈(0，0.5]；

4)當(dāng)要求較高性能、高效率、高質(zhì)量，成本適中，對(duì)精度要求較大時(shí)，采用電弧-激光復(fù)合焊接方法，Ф_A∈(0，0.5]、Ф_L∈[0.5，1)；

5)當(dāng)對(duì)焊接過(guò)程的穩(wěn)定性、焊后焊縫表面形貌、焊縫力學(xué)性能、焊接缺陷有嚴(yán)格要求時(shí)，則將磁場(chǎng)耦合進(jìn)焊接過(guò)程，加入磁場(chǎng)取Ф_M＝1；

對(duì)于增材制造能量場(chǎng)的確定：

1)當(dāng)要求低成本、高效率，對(duì)冶金結(jié)合強(qiáng)度、堆積尺寸精度、表面質(zhì)量、工件性能要求較小時(shí)，采用電弧增材制造取，Ф_A＝1、Ф_L＝0、Ф_M＝0；

2)當(dāng)要求高冶金結(jié)合強(qiáng)度、高尺寸精度、高表面質(zhì)量時(shí)，采用激光增材制造，取Ф_A＝0、Ф_L＝1、Ф_M＝0；

3)當(dāng)要求高效率、較高表面質(zhì)量、高冶金結(jié)合強(qiáng)度、較高性能，對(duì)堆積尺寸精度要求較小時(shí)，采用電弧-激光復(fù)合增材制造，Ф_A∈[0.5，1)、Ф_L∈(0，0.5]；

4)當(dāng)要求高效率、較高表面質(zhì)量、高冶金結(jié)合強(qiáng)度、較高性能，對(duì)堆積尺寸精度要求較高時(shí)，采用電弧-激光復(fù)合增材制造，Ф_A∈(0，0.5]、Ф_L∈[0.5，1)；

5)當(dāng)對(duì)工件表面粗糙度、冶金結(jié)合強(qiáng)度、力學(xué)性能、尺寸精度有嚴(yán)格要求時(shí)，則將磁場(chǎng)耦合進(jìn)增材制造過(guò)程，加入磁場(chǎng)取Ф_M＝1；

對(duì)于磁場(chǎng)的選擇：對(duì)于焊接而言，當(dāng)對(duì)焊接過(guò)程的穩(wěn)定性、焊后焊縫表面形貌、焊縫力學(xué)性能、焊接缺陷有嚴(yán)格要求時(shí)，則將磁場(chǎng)耦合進(jìn)焊接過(guò)程；對(duì)于增材制造而言，當(dāng)對(duì)工件表面粗糙度、冶金結(jié)合強(qiáng)度、力學(xué)性能、尺寸精度有嚴(yán)格要求時(shí)，則將磁場(chǎng)耦合進(jìn)增材制造過(guò)程，加入磁場(chǎng)取Ф_M＝1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電弧、激光、磁場(chǎng)多能量場(chǎng)耦合制造工藝方法，其特征在于，對(duì)于焊接工藝的實(shí)施：

針對(duì)電弧焊接方法，根據(jù)坡口大小選擇是否填絲，選擇合適的焊接電流、焊接速度、送絲速度的工藝參數(shù)；

針對(duì)激光焊接方法，選擇合適的激光功率、光斑直接、離焦量、焊接速度的工藝參數(shù)；

對(duì)于電弧-激光焊接方法，根據(jù)坡口大小選擇是否填絲，選擇相匹配的工藝參數(shù)，規(guī)劃焊接路徑，對(duì)工件實(shí)施焊接。