[發明專利]一種筋材結構焊接增材制造方法及焊接增材筋材結構

在審

• 申請號: 201811320938.6
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109158738A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 高丹盈;袁健松;高中嘉;陳剛;趙亮平;法冠喆;袁合芳
• 申請（專利權）人: 河南工程學院
• 主分類號: B23K9/18
• 分類號: B23K9/18;B23K9/04;B23K9/095
• 代理公司: 鄭州華隆知識產權代理事務所(普通合伙) 41144
• 代理人: 徐小磊

本發明涉及筋材結構焊接增材制造方法及焊接增材筋材結構，第一步，在待增材試件上進行第一層焊接堆積，第一層焊接堆積完成后，焊槍豎直向上移動然后進行第一次的層間等待，第二步，待第一層的層間等待結束后，開始第二層焊接堆積，第二層焊接堆積完成后，焊槍豎直向上移動，然后進行第二次的層間等待，第二次的層間等待期間，熔化的焊絲冷卻形成中部尺寸大、上下兩端尺寸小的鼓形結構，第一層焊接堆積與第二層焊接堆積的連接處形成一圈環形凹部；第三步，重復第二步，直至形成所需長度的筋材結構。本發明提供了一種能夠筋材結構增材的焊接制造方法及由該焊接制造方法制作的焊接增材筋材結構。

技術領域

本發明涉及焊接增材領域中的筋材結構焊接增材制造方法及焊接增材筋材結構。

背景技術

筋材在工程領域有著廣泛的應用，尤其在土木工程領域，筋材與混凝土形成的鋼筋混凝土結構是最為普遍的結構形式。目前，隨著增材制造技術的迅速發展，其逐漸從工業領域拓展到了土木工程領域，很多研究已經圍繞混凝土增材制造技術而展開，并取得了一定的進展。但是，僅僅依賴混凝土的增材制造技術并不能實現真正意義上的工程結構，因為現有的混凝土增材技術形成的混凝土結構中不能植入鋼筋，其整體的結構強度及延性不能滿足正常使用的設計標準，所以筋材增材制造技術已成為制約土木工程領域增材制造技術的瓶頸。盡管目前的金屬增材制造技術發展比較迅速，但多數研究是圍繞異形金屬筋材結構的增材制造開展的，并沒有針對筋材結構增材制造技術。因此，發展筋材結構的增材制造技術，對于推廣其在土木工程領域應用具有較大的使用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠筋材結構增材的焊接制造方法；本發明的目的還在于提供一種由該焊接制造方法制作的焊接增材筋材結構。

為解決上述技術問題，本發明中筋材結構焊接增材制造方法的技術方案如下：

一種筋材結構焊接增材制造方法，該方法包括以下步驟，第一步，在待增材試件上進行第一層焊接堆積，焊接堆積由熔化的焊絲形成，第一層焊接堆積的焊接時間為t1，1≤t1≤15秒，第一層焊接堆積完成后，焊槍豎直向上移動L1 ，1≤L1≤3mm，然后進行第一次的層間等待，第一次的層間等待時間T1，25≤T1≤35秒，第一次的層間等待期間，熔化的焊絲冷卻形成下端尺寸大、上端尺寸小的球臺結構或中部尺寸大、上下兩端尺寸小的鼓形結構；第二步，待第一層的層間等待結束后，開始第二層焊接堆積，第二層焊接堆積的焊接時間為t2，1≤t2≤10秒，第二層焊接堆積完成后，焊槍豎直向上移動L2 ，1≤L2≤3mm，然后進行第二次的層間等待，第二次的層間等待時間T2，25≤T2≤35秒，第二次的層間等待期間，熔化的焊絲冷卻形成中部尺寸大、上下兩端尺寸小的鼓形結構，第一層焊接堆積與第二層焊接堆積的連接處形成一圈環形凹部；第三步，重復第二步，直至形成所需長度的筋材結構。

各層焊接堆積中所使用的焊接方法為堆焊，送絲速度為1~5m/min。

所述焊絲為鋼材，堆焊操作時的焊接電流為80~150A，或者，所述焊絲為鋁材，焊接電流為20~100A。

焊槍每次的豎直移動距離相同。

各層焊接堆積的層間等待時間相同。

本發明中焊接增材筋材結構的技術方案為：

焊接增材筋材結構，包括底部的第一層焊接堆積和至少兩個沿豎直方向順序布置于所述第一層焊接堆積上端的上部焊接堆積，第一層焊接堆積為下端尺寸大、上端尺寸小的球臺結構或中部尺寸大、上下兩端尺寸小的鼓形結構，每一層上部焊接堆積均為中部尺寸大、上下兩端尺寸小的鼓形結構，相鄰兩層焊接堆積之間連接處形成一圈環形凹部。

第一層焊接堆積為下端尺寸大、上端尺寸小的球臺結構，第一層焊接堆積的下端最大尺寸大于上部焊接堆積中部的最大尺寸。

各上部焊接堆積的尺寸結構均相同。