[發明專利]一種基于預置增材的鈦合金激光增材制造方法

在審

• 申請號: 202110822371.8
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113601009A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 林俊宇;張鵬宇;馬姝月;馬炳輝;王曉楠;徐培全;楊尚磊;龔紅英
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B23K26/12
• 分類號: B23K26/12;B23K26/342;B23K26/60;B23K26/70;B23P15/00;B23K37/047;B33Y10/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 周一新

1.一種基于預置增材的鈦合金激光增材制造方法，其特征在于，采用包含激光器、機器人和變位器的自動控制平臺、點焊機和預置增材進行激光增材制造，包括如下步驟：

(1)鈦合金基體置于一塊導電金屬板之上，并使該導電金屬板接地；

(2)通過線切割、激光切割或熱擠壓的方式加工成型得到預置增材，以金字塔截面狀預鋪于所述鈦合金基體或前一層增材上并用夾具固定；

(3)所述點焊機的一極連接至所述導電金屬板、另一極置于所述預置增材之上，通過電阻點焊、超聲波點焊、激光點焊、夾具固定或膠粘的方式在所述預置增材上以間距為25–50cm點焊一次；

(4)將預置完成的工件置于所述變位器上并蓋上保護罩，通入保護氣體；

(5)在所述機器人中輸入激光增材制造工藝參數，通過激光器和機器人控制進行自動激光增材制造；

(6)重復上述步驟(1)–(5)直至完成所有增材層的增材制造。

2.根據權利要求1所述基于預置增材的鈦合金激光增材制造方法，其特征在于，所述鈦合金基體為TC4鈦合金。

3.根據權利要求1所述基于預置增材的鈦合金激光增材制造方法，其特征在于，所述預置增材為根據增材件材料成分自制的增材絲材切割成條狀或圓棒狀，厚度為0.3–3mm。

4.根據權利要求3所述基于預置增材的鈦合金激光增材制造方法，其特征在于，所述預置增材的材質為TC4鈦合金或TA2鈦合金，由線切割加工為厚度1mm的條狀，截面形狀為矩形。

5.根據權利要求1所述基于預置增材的鈦合金激光增材制造方法，其特征在于，步驟(1)–(6)前還包括對鈦合金基體和增材的表面毛刺及氧化層打磨和表面油污清洗的步驟。

6.根據權利要求5所述基于預置增材的鈦合金激光增材制造方法，其特征在于，采用預磨機打磨材料表面和酒精作為清洗劑進行超聲清洗。

7.根據權利要求1所述基于預置增材的鈦合金激光增材制造方法，其特征在于，所述點焊機采用Hotspot II熱電偶點焊機，以電阻點焊的方式預置增材，單次點焊能量為180J；和/或所述激光器采用IPG-YLS-5000W摻鐿多模光纖激光器，和/或所述機器人采用ABB IRB4600型六軸機器人，和/或所述變位器采用ABB IRBP A250變位器。

8.根據權利要求1所述基于預置增材的鈦合金激光增材制造方法，其特征在于，步驟(3)中，所述點焊機的另一極在所述預置增材上以30cm間隔距離進行一次點焊。

9.根據權利要求1所述基于預置增材的鈦合金激光增材制造方法，其特征在于，步驟(4)中，選擇氬氣作為保護氣體，流量為25L/min。

10.根據權利要求1所述基于預置增材的鈦合金激光增材制造方法，其特征在于，步驟(5)中，激光掃描速度為3–9mm/s，功率為1.5–3kW，搭接率45％。