[發(fā)明專利]一種雙絲電弧增材制造梯度高熵合金設備及高熵合金的制造方法

在審

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• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112894076A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 陳希章;沈晴凱;孔向東;姚旭凱;姚秀聰
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K9/16;B23K9/235;B23K9/32;B33Y10/00;B33Y40/00;B33Y50/00
• 代理公司: 溫州聯(lián)贏知識產權代理事務所(普通合伙) 33361
• 代理人: 慈程麟

1.一種雙絲電弧增材制造梯度高熵合金的設備，其特征在于：包括設備本體、工作臺、送絲機構、角磨機構、焊接機構以及保護氣系統(tǒng)；

所述工作臺固定于設備本體上，且所述的工作臺上設置有夾具，用于在使用過程中固定基板保證制作過程中高熵合金基板的穩(wěn)定；

所述送絲機構包括若干焊絲的輸送組件，所述輸送組件的末端正對焊接機構設置，且可相對工作臺活動設置，其用于通過內置程序控制絞絲勻速接觸焊槍制造高熵合金；

所述焊接機構包括主焊槍和控制主焊槍移動的驅動單元模塊以及控制主焊槍電流輸出的控制電路模塊，所述焊接機構用于通過內置程序控制以電弧為熱源對絞絲進行加熱進行電弧增材制造；

所述角磨機構包括角磨機和驅動單元，用于焊接過程中對工件層與層之間進行打磨去除氧化層；

所述保護氣系統(tǒng)包括儲氣罐和噴氣模塊，所述儲氣罐用于存儲惰性混合氣體，所述噴氣模塊用于根據程序設定勻速的朝焊接處噴射保護氣以及對焊接高溫部位進行快速降溫冷卻。

2.根據權利要求1所述的一種雙絲電弧增材制造梯度高熵合金的設備，其特征在于，所述絞絲包括組合絞絲和實心焊絲，所述的組合絞絲為若干單根不同材質的實心絲螺旋絞合組成，所述的主焊槍采用電弧為熱源進行電弧增材制造。

3.根據權利要求2所述的一種雙絲電弧增材制造梯度高熵合金的設備，其特征在于，所述輸送組件內置程序可通過計算機進行設定調整每個所述輸送組件對絞絲的勻速輸送速度。

4.根據權利要求3所述的一種雙絲電弧增材制造梯度高熵合金的設備，其特征在于，所述的基底為304不銹鋼，所述的電弧采用熔化極MIG焊或TIG焊或等離子弧。

5.根據權利要求4所述的一種雙絲電弧增材制造梯度高熵合金的方法，其特征在于：所述的電弧增材制造包含以下步驟：

1)將基板表面進行打磨去除氧化層，并用酒精清洗表面；

2)待清潔完畢后，使用夾具將基板固定在工作臺上；

3)將預制作的雙絲分別裝入送絲機構，通過計算對設備內置程序控制各機構進行參數(shù)設定，所述的參數(shù)包括送絲速度、焊接電流以及保護氣流量；

4)參數(shù)設定完成后，將焊槍前端調整到距離基板10～25mm，并將需要打印的模型導入計算機，通過軟件對模型進行切片分層，確定打印參數(shù)后由焊接軟件計算出路徑并上傳到機器人控制柜；

5)通過程序快速對打印模型進行模擬，通過計算機帶入溫度冷卻時間參數(shù)，輸出打磨工序時間和路徑并輸入至角磨機構；

6)步驟5)計算完成后，啟動保護氣系統(tǒng)，并通過檢測確定保護氣系統(tǒng)均勻輸出保護氣，且輸出參數(shù)符合設定參數(shù)；

7)所有參數(shù)、程序準備完成后，運行程序，設備啟動預熱，設備預熱完成后開始打印；

8)焊接機構、送絲機構以及保護氣系統(tǒng)聯(lián)動在基板上進行水平移動進行第一層的制造，一層制造完成后，移開焊接機構以及送絲機構，并啟動角磨機構對工件進行打磨，去除氧化層；

9)打磨完成后，再次進行第二層制造，并循環(huán)；

10)等待打印件冷卻后，取下打印件，可得到高熵合金制件。

6.根據權利要求5所述的一種雙絲電弧增材制造梯度高熵合金的方法，其特征在于：所述步驟8)至步驟9)中每打印的一層層間隔，可通根據需要主動暫停，通過程序修改、調節(jié)兩種焊絲的送絲速度。

7.根據權利要求5所述的一種雙絲電弧增材制造梯度高熵合金的設備，其特征在于，所述高熵合金的組合成分可通過改變單根金屬細絲材料成分以改變組合絞絲的整體成分或改變組合絞絲與實心焊絲相互間的送絲速度進行快速調整。