[發明專利]一種激光沖擊輔助電弧增材制造方法

在審

• 申請號: 202310263367.1
• 申請日: 2023-03-17
• 公開（公告）號: CN116275523A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 董福元;郭兆軍;王濤;候俊峰
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: B23K26/346
• 分類號: B23K26/346;B23K26/34;B23K9/04
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種激光沖擊輔助電弧增材制造方法，其特征在于，所述激光沖擊輔助電弧增材制造方法包括以下步驟：

步驟一，對電弧增材零件尺寸進行檢測；通過建模程序建立待加工電弧增材零件的三維模型并設計電弧增材加工路徑；

所述建立待加工電弧增材零件的三維模型方法：

獲取多個參考點的位置，所述參考點為參考電弧增材零件上的點；根據多個所述參考點構建所述參考電弧增材零件的三維模型，形成初始三維模型；

至少根據目標電弧增材零件的位置信息和所述參考點的位置，對所述參考點進行移動，形成目標電弧增材零件的三維模型，所述目標電弧增材零件為待構建三維模型的電弧增材零件；

至少根據目標電弧增材零件的位置信息，對所述參考點進行移動，形成目標電弧增材零件的三維模型，包括：確定所述目標電弧增材零件的形狀與所述參考電弧增材零件的形狀是否相同；

在所述目標電弧增材零件的形狀與所述參考電弧增材零件的形狀相同的情況下，根據所述目標電弧增材零件的尺寸信息、所述位置信息以及所述參考點的位置，對所述參考點進行移動，形成所述目標電弧增材零件的三維模型；

在所述目標電弧增材零件的形狀與所述參考電弧增材零件的形狀不相同的情況下，根據所述目標電弧增材零件的所述位置信息和所述參考點的位置，對所述參考點進行移動，形成所述目標電弧增材零件的三維模型；

在所述目標電弧增材零件的形狀與所述參考電弧增材零件的形狀相同的情況下，根據所述目標電弧增材零件的尺寸信息、所述位置信息以及所述參考點的位置，對所述參考點進行移動，形成所述目標電弧增材零件的三維模型，包括：在所述目標電弧增材零件的形狀與所述參考電弧增材零件的形狀相同的情況下，確定所述初始三維模型的可移動部分；

根據所述目標電弧增材零件的尺寸信息以及所述參考點的位置，確定所述可移動部分的第一移動距離；

將所述可移動部分的所述參考點移動所述第一移動距離，形成所述目標電弧增材零件的預備三維模型；根據所述目標電弧增材零件的位置信息，將所述預備三維模型移動至對應的位置上，形成所述目標電弧增材零件的三維模型；

步驟二，通過工藝試驗得到所需的電弧增材工藝參數，并設定加工參數；根據加工過程中生成的氧化物的厚度、成分及范圍，確定加工過程中激光參數；

步驟三，采用同步送絲的方式將熔融絲材按照設定的成形路徑逐層堆積；按照增材路徑完成分層模型，獲得電弧增材零件；

所述增材路徑規劃方法：

將電弧增材零件結構件的三維STL模型導入切片軟件，根據用戶輸入的逐層分解的層厚參數對電弧增材零件結構件進行逐層輪廓點信息的提取，并對輪廓點的信息進行記錄；

遍歷每兩個輪廓點，并記錄每兩個輪廓點之間的信息差，具體包括x坐標差，y坐標差和增材溫度差；

基于圖論結構搜索所有路徑，提出一種融合了溫度權重的絕對路徑計算方法，通過比較所有路徑的絕對長度選取最優路徑；

按照選取的最優路徑，進行電弧增材零件材料激光增材制造，并通過單目視覺傳感器，實時檢測激光熔覆熔池的實際位置；

對比選取的最優路徑和單目視覺檢測的激光熔覆熔池的實際位置，并進行閉環反饋，使得增材路徑嚴格符合選取的最優路徑，最終完成增材；

步驟四，對電弧增材零件缺陷進行檢測。