[发明专利]一种铝合金环形件激光-TIG复合热源增材制造方法

权利要求书

1.一种铝合金环形件激光-TIG电弧复合热源增材制造方法，其特征在于，该方法将激光束与TIG电弧采用旁轴复合方式进行增材，采用前置送丝方式填充焊丝至复合热源的作用区域，成形过程中通过控制转向台的运动轨迹和工作台的偏移量，由外到内的环形焊道相互搭接成形，最终成形铝合金环形件；

所述转向台做旋转运动，成形过程中旋转方向不变；工作台向环形件内侧偏移。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金环形件激光-TIG电弧复合热源增材制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)将转向台固定在数控机床工作台上方，将陶瓷电加热器固定在转向台上方，基板固定在陶瓷电加热器上方；陶瓷电加热器与温度控制箱相连，激光器与控制系统相连；基板上方设有TIG焊枪、激光器、送丝机，TIG焊枪与水平面的夹角为40°～60°，激光束与竖直面的夹角为5°～10°；基板侧面设有与温度控制箱连接的红外测温探头，调整红外测温探头位置使其光斑位于基板表面下方0.5mm～1mm，并设定温度控制箱温度为150℃～300℃；

(2)在基板上选择起始点，设定转向台为旋转运动，成形一层的旋转角度为300°～400°，转速为200mm/min～250mm/min，送丝速度为800mm/min～1400mm/min；TIG电弧的电流I₀为150A～250A，电流逐层降10A～20A，直至80A；

(3)当红外测温探头测得基板温度达到设定值后，先开TIG电弧，并同时开启送丝、转向台和激光器，进行第一层成形；第一层成形结束后，下层的起始点为上层起始点旋转20°～50°，工作台向环形件内侧偏移0.1mm～0.4mm，红外测温探头上升一个成形层高度0.5mm～1.2mm；

(4)当红外测温探头测得层间温度达到设定值后时，先开TIG电弧，并同时开启送丝、转向台和激光器，进行第n层成形；该层成形结束后，下层的起始点为上层起始点旋转20°～50°，工作台向环形件内侧偏移0.1mm～0.4mm，红外测温探头上升一个成形层高度0.5mm～1.2mm；

(5)重复步骤(4)，直至完成整个铝合金环形构件。

3.根据权利要求2所述的一种铝合金环形件激光-TIG电弧复合热源增材制造方法，其特征在于，所述的激光器采用脉冲激光器，激光单脉冲能量为15J～20J，脉冲频率为20HZ～30Hz，脉冲宽度为3ms～4ms，离焦量为-2mm～2mm。