[发明专利]一种电弧熔丝增材制造倾斜Y字交叉筋结构的成型方法

说明书

一种电弧熔丝增材制造倾斜Y字交叉筋结构的成型方法，涉及金属增材制造领域；包括如下步骤：步骤一、将短边的轴向一端与长边的中部连接；建立倾斜Y字型交叉筋的模型；步骤二、在Y字型交叉筋的底平面的侧壁外沿和开口端进行倒圆角过渡；增加延伸段；步骤三、沿高度方向对Y字型交叉筋进行等厚切片；在每层切片的上表面设计焊缝；每层切面的焊缝位置相同；步骤四、选择矩形板状基板；将基板水平放置；步骤五、在基板的上表面，沿Y字型交叉筋高度方向依次对每层切片进行焊接；步骤六、对焊接后的Y字型交叉筋进行机加工去除，最终成型；本发明解决了电弧熔丝增材制造成型倾斜Y字形交叉筋过程中，交叉处易出现搭接质量差、未熔合等技术问题。

技术领域

本发明涉及一种金属增材制造领域，特别是一种电弧熔丝增材制造倾斜Y字交叉筋结构的成型方法。

背景技术

电弧熔丝增材制造((Wire and Arc Additive Manufacturing，简称WAAM)技术，是一种制造功能结构一体化大型金属零件的数字化制造技术。通过送丝方式，采用电弧作为热源，实现金属丝材直接堆积的新型增材制造技术。该技术具有沉积效率高、成本低等特点，能实现高性能高温合金、钛合金、铝合金和高强钢等大型复杂结构件的快速制造。以电弧增材制造技术成形的构件具有力学性能好、生产成本低、成形效率高等优点，受到广泛关注。

Y字交叉筋是航天承力构件中常见的结构之一，采用电弧熔丝增材制造成型倾斜Y字形交叉筋过程中，交叉处易出现搭接质量差、未熔合等质量问题，目前没有完全解决上述问题的技术措施。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种电弧熔丝增材制造倾斜Y字交叉筋结构的成型方法，解决了电弧熔丝增材制造成型倾斜Y字形交叉筋过程中，交叉处易出现搭接质量差、未熔合等技术问题。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种电弧熔丝增材制造倾斜Y字交叉筋结构的成型方法，包括如下步骤：

步骤一、将短边的轴向一端与长边的中部连接；建立倾斜Y字型交叉筋的模型；

步骤二、在Y字型交叉筋的底平面的侧壁外沿进行倒圆角过渡；在Y字型交叉筋开口端进行倒圆角过渡；在短边与长边连接处沿长边轴向增加延伸段；

步骤三、沿高度方向对Y字型交叉筋进行等厚切片；在每层切片的上表面设计焊缝；每层切面的焊缝位置相同；

步骤四、选择矩形板状基板；将基板水平放置；

步骤五、在基板的上表面，沿Y字型交叉筋高度方向依次对每层切片进行焊接；

步骤六、对焊接后的Y字型交叉筋进行机加工去除，最终成型。

在上述的一种电弧熔丝增材制造倾斜Y字交叉筋结构的成型方法，所述步骤一中，短边与长边的夹角a为40°-60°；且短边与长边连接点到长边上端的长度与短边的长度相同；Y字型交叉筋采用TC11钛合金材料。

在上述的一种电弧熔丝增材制造倾斜Y字交叉筋结构的成型方法，所述短边的宽度L1为20-30mm；长边上端的宽度L2为20-30mm；长边下端的宽度L3为30-50mm；长边下端的高度L4为200mm；Y字型交叉筋的高度由开口端至下端从0-200mm均匀过渡。

在上述的一种电弧熔丝增材制造倾斜Y字交叉筋结构的成型方法，所述步骤二中，Y字型交叉筋的底平面的侧壁外沿的倒圆角半径r1为20-50mm；在Y字型交叉筋开口端进行倒圆角过渡的方法为：在距开口端竖直上方L5处进行倒圆角过渡；L5长度为30-60mm；倒圆角半径r2为30-60mm；延伸段的长L6为30-50mm距离，宽L7为20mm，高与Y字型交叉筋高度变化相同。