[發(fā)明專利]一種電弧增材制造方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911229446.0 | 申請日： | 2019-12-04 |
| 公開（公告）號： | CN110883402A | 公開（公告）日： | 2020-03-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 萬曉慧;郭德倫;劉穎;賈婧怡;陶軍 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國航空制造技術(shù)研究院 |
| 主分類號： | B23K9/04 | 分類號： | B23K9/04;B23K9/16;B23K9/235;B33Y10/00 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 100024 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 電弧 制造 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種電弧增材制造方法，包括如下步驟：步驟1：選擇成形結(jié)構(gòu)件所需要的焊絲，設(shè)定用于約束成形結(jié)構(gòu)件成形寬度的工作參數(shù)；步驟2：將經(jīng)過酸洗的基板打磨平整并用無水乙醇或丙酮擦拭干凈后固定在工作臺上，保證其水平；步驟3：根據(jù)步驟1中的工作參數(shù)在基板上對成形構(gòu)件每一層的外形進(jìn)行沉積，外形完成后，改用成形工藝參數(shù)并按照復(fù)合路徑對中心空白區(qū)域進(jìn)行堆積，逐層完成整個(gè)零件的沉積，采用預(yù)約束了增材外形與中間多路徑結(jié)合的復(fù)合路徑規(guī)劃方法，使電弧增材成形的零件實(shí)現(xiàn)既能自由控制成形寬度，又能保證表面質(zhì)量，減少最終的加工余量。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及增材制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電弧增材制造方法。
背景技術(shù)
與目前的激光增材(送粉)制造技術(shù)相比，電弧增材制造速度快，絲材利用率高，它對金屬材質(zhì)不敏感，可以成形對激光反射率高的材質(zhì)，如鋁合金、銅合金等。與電子束熔絲增材制造技術(shù)相比，等離子弧/電弧增材制造無需真空室，制造的零件不受真空室尺寸的限制，并且能夠避免零件在真空環(huán)境冷卻速度慢而導(dǎo)致的晶粒粗大現(xiàn)象。更重要的是，電弧增材設(shè)備成本低，沉積效率高，操作自由靈活，特別適用于大結(jié)構(gòu)甚至是超大結(jié)構(gòu)的金屬制件。但不適合成形結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜的零件，制造精度低，表面質(zhì)量差。因此目前只適用于制造大型零件的毛坯，表面加工余量大。
當(dāng)采用電弧增材方法進(jìn)行較寬構(gòu)件的制造時(shí)，一般采用多道搭接或擺動方法實(shí)現(xiàn)，兩種方式制造的構(gòu)件在不同方向分別具有的性能特征和表面紋理。在不調(diào)整焊接參數(shù)情況下，多道搭接形成的寬度通過增加或減少道數(shù)進(jìn)行調(diào)整，其加工余量在已優(yōu)化的工藝參數(shù)下是不能自由地精確控制的。若每次都根據(jù)構(gòu)件寬度重新進(jìn)行工藝參數(shù)的開發(fā)，也會增加很大的工作量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電弧增材制造方法，采用預(yù)約束了增材外形與中間多路徑結(jié)合的復(fù)合路徑規(guī)劃方法，使電弧增材成形的零件實(shí)現(xiàn)既能自由控制成形寬度，又能保證表面質(zhì)量，減少最終的加工余量。
第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種電弧增材制造方法，包括如下步驟：
步驟1：選擇成形結(jié)構(gòu)件所需要的焊絲，設(shè)定用于約束成形結(jié)構(gòu)件成形寬度的工作參數(shù)；
步驟2：將經(jīng)過酸洗的基板打磨平整并用無水乙醇或丙酮擦拭干凈后固定在工作臺上，保證其水平；
步驟3：根據(jù)步驟1中的工作參數(shù)在基板上對成形構(gòu)件每一層的外形進(jìn)行沉積，外形完成后，改用成形工藝參數(shù)并按照復(fù)合路徑對中心空白區(qū)域逐層進(jìn)行堆積。
進(jìn)一步地，工作參數(shù)為低頻脈沖頻率10-30Hz，基值電流150-200A，脈沖電流90A，占空比50％，超音頻脈沖頻率20-60kHz，電流60-90A，送絲速度180-300cm/min，焊接速度20-40cm/min，單焊道寬度6-10mm，加工余量單側(cè)1-2mm，高度0.7-1.5mm。
進(jìn)一步地，復(fù)合路徑為三角折線路徑寬度11-20mm，總寬度15-30mm，搭接量4-6mm。
進(jìn)一步地，復(fù)合路徑為兩側(cè)直路徑和一道方形掃描路徑,方形掃描路徑寬度11-20mm，總寬度15-30mm，搭接量4-6mm。
進(jìn)一步地，復(fù)合路徑為多道直路徑和一道折線路徑,折線路徑寬度11-20mm，總寬度19-36mm，搭接量4-6mm。
進(jìn)一步地，復(fù)合路徑為兩側(cè)直路徑和多道折線路徑,折線路徑寬度11-20mm，總寬度20-46mm，搭接量4-6mm。
進(jìn)一步地，增材過程中采用高純氬對結(jié)構(gòu)件進(jìn)行正面保護(hù)，氣體流量為15～25L/min。
綜上，本發(fā)明采用預(yù)約束了增材外形與中間多路徑結(jié)合的復(fù)合路徑規(guī)劃方法，使電弧增材成形的零件實(shí)現(xiàn)既能自由控制成形寬度，又能保證表面質(zhì)量，減少最終的加工余量。
附圖說明
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