[發明專利]一種基于旁路雙絲等離子弧的金屬間化合物增材制造方法及裝置

在審

• 申請號: 201810869751.5
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109014522A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 苗玉剛;劉吉;馬照偉;楊曉山;韓端鋒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00;B23K10/02;B23K9/04;B23K9/167;B23K9/133
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1.一種基于旁路雙絲等離子弧的金屬間化合物增材制造方法，其特征在于：包括離子焊接電源(1)、旁路焊絲(3)和焊絲(7)、送絲機構(4)和(6)、分流模塊(2)和(8)、旁路電流調節系統(9)和(12)、電流傳感器(10)、基板(11)和等離子鎢極(5)；具體步驟如下：

步驟1：取與金屬間化合物成分相近的板材作為基板(11)，焊前預熱，預熱溫度為100到200度；

步驟2：焊接前，連接所有焊接設備與裝置，保證焊槍等離子鎢極(5)軸線與基板(11)基本垂直，焊接材料如果有易氧化氮化金屬需要在熔敷層上方加裝保護氣罩；

步驟3：調整焊槍保護氣噴嘴距工件的高度(8-12mm)，調整等離子鎢極內縮量(0.8-2.4mm)，調整旁路焊絲(3)、焊絲(7)與等離子鎢極(5)夾角為(30-60)度，調整旁路焊絲與焊絲間夾角為(60-90)度，同時確保兩個焊絲直接送入到等離子弧的中心；

步驟4：根據所需制造的金屬化合物成分和二元合金相圖確定各組分含量，根據基板材料確定第一層焊道電流，通過該金屬間化合物的熱處理分析數據確定合適的流入上一層焊道的電流Im，通過Im和元素組分含量確定分流電流和雙絲的直徑；

步驟5：根據步驟計算分流電流和實際增材制造需要設定焊接工藝參數；

步驟6：開啟等離子焊接電源(1)和分流模塊(2)、分流模塊(8)，啟動高頻引弧器引燃等離子弧，通過小弧確定旁路焊絲(3)、焊絲(7)是否送入電弧中心，然后啟動送絲機構(4)、(6)進行焊接；焊接過程中，通過電流傳感器(10)檢測流經工件的焊接電流，同時利用旁路電流調節系統(9)和(12)調節旁路焊接電流的大小來控制金屬間化合物組分。

2.根據權利要求1所述的一種基于旁路雙絲等離子弧的金屬間化合物增材制造方法，其特征在于：所述的焊接工藝參數如下：等離子電流50-300A，旁路電流0-150A，焊絲直徑0.8-1.6mm，離子氣流量0.3-1.5L/min，保護氣流量10-25L/min，送絲速度0.5-10.0m/min，焊接速度0-3.0m/min。

3.一種基于旁路雙絲等離子弧的金屬間化合物增材制造裝置，其特征在于：包括離子焊接電源(1)、旁路焊絲(3)和焊絲(7)、送絲機構(4)和(6)、分流模塊(2)和(8)、旁路電流調節系統(9)和(12)、電流傳感器(10)、基板(11)和等離子鎢極(5)；其中，等離子焊接電源的正、負極分別與基板(11)和等離子鎢極(5)相連，而旁路焊絲(3)和焊絲(7)分別通過IGBT分流模塊(2)和(8)后與等離子電源的正極相連；焊接時，旁路焊絲(3)及焊絲(7)與鎢極(5)的夾角為30-60度，旁路焊絲(3)與焊絲(7)間夾角為60-90度。