[發(fā)明專利]一種基于預(yù)置增材的鈦合金激光增材制造方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110822371.8 | 申請日： | 2021-07-21 |
| 公開（公告）號： | CN113601009A | 公開（公告）日： | 2021-11-05 |
| 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人： | 上海工程技術(shù)大學(xué) |
| 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(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227 | 代理人： | 周一新 |
| 地址： | 201620 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 預(yù)置 鈦合金 激光 制造 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于預(yù)置增材的鈦合金激光增材制造方法，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(yù)置機構(gòu)進行激光增材制造，包括：通過線切割、激光切割或熱擠壓的方式加工成型得到預(yù)置增材，用電阻點焊、超聲波點焊、激光點焊、夾具固定或膠粘的方式以金字塔截面狀預(yù)置于鈦合金基體或前一層增材上，預(yù)置完成的工件置于變位器上并通入保護氣體，通過激光器和機器人控制進行自動激光增材制造，重復(fù)操作完成所有增材層的增材制造。本發(fā)明可以避免粉末增材制造中出現(xiàn)的空氣塵埃雜質(zhì)卷入、粉末材料價格昂貴和利用率不高等問題，為解決商用增材絲材型號少提供替代方案，提升工件質(zhì)量的穩(wěn)定性，有利于產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于激光增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于預(yù)置增材的鈦合金激光增材制造方法。
背景技術(shù)
激光增材制造技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比可以從零到有實現(xiàn)復(fù)雜零部件的制造，且不需刀具與太多機加工工序，具有加工周期短、節(jié)約能源與材料、經(jīng)濟效益高等諸多優(yōu)點，是我國制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展方向，也是當(dāng)下研究的熱點之一。
現(xiàn)有已投入生產(chǎn)使用的金屬材料增材制造技術(shù)往往以粉末或商用焊絲作為增材制造的原材料，粉末高昂的價格與商業(yè)焊絲材料型號稀少等問題極大地阻礙增材制造發(fā)展；送粉或送絲增材制造中送給速度、距離、方向等參數(shù)以及送粉送絲設(shè)備精度問題也會對最終增材成型件的質(zhì)量及其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，在粉末制備、混合與鋪粉過程中也容易引入雜質(zhì)從而影響增材成型件的成分精度。
發(fā)明內(nèi)容
針對激光增材制造的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于預(yù)置增材的鈦合金激光增材制造方法，通過預(yù)制自行制造的增材進行激光增材制造成型工件，不僅可以提高材料的利用率，而且工件成型質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)制造成本相比粉末大幅下降，具有良好的經(jīng)濟性和效益性；同時能規(guī)避目前市場上商用焊絲材料型號稀少的問題，擴大增材絲材的選擇范圍。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
本發(fā)明提供的基于預(yù)置增材的鈦合金激光增材制造方法，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(yù)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(dǎo)電金屬板之上，并使該導(dǎo)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(yù)置增材，以金字塔截面狀預(yù)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(dǎo)電金屬板、另一極置于所述預(yù)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(yù)置增材上以間距為25–50cm點焊一次；
(4)將預(yù)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(shù)，通過激光器和機器人控制進行自動激光增材制造；
(6)重復(fù)上述步驟(1)–(5)直至完成所有增材層的增材制造。
進一步，所述鈦合金基體為TC4鈦合金。
進一步，所述預(yù)置增材為根據(jù)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。
更進一步，所述預(yù)置增材的材質(zhì)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。
進一步，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。
更進一步，采用預(yù)磨機打磨材料表面和酒精作為清洗劑進行超聲清洗。
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