[发明专利]一种电弧增材制造方法

说明书

本发明涉及一种电弧增材制造方法，包括如下步骤：步骤1：选择成形结构件所需要的焊丝，设定用于约束成形结构件成形宽度的工作参数；步骤2：将经过酸洗的基板打磨平整并用无水乙醇或丙酮擦拭干净后固定在工作台上，保证其水平；步骤3：根据步骤1中的工作参数在基板上对成形构件每一层的外形进行沉积，外形完成后，改用成形工艺参数并按照复合路径对中心空白区域进行堆积，逐层完成整个零件的沉积，采用预约束了增材外形与中间多路径结合的复合路径规划方法，使电弧增材成形的零件实现既能自由控制成形宽度，又能保证表面质量，减少最终的加工余量。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，特别是涉及一种电弧增材制造方法。

背景技术

与目前的激光增材(送粉)制造技术相比，电弧增材制造速度快，丝材利用率高，它对金属材质不敏感，可以成形对激光反射率高的材质，如铝合金、铜合金等。与电子束熔丝增材制造技术相比，等离子弧/电弧增材制造无需真空室，制造的零件不受真空室尺寸的限制，并且能够避免零件在真空环境冷却速度慢而导致的晶粒粗大现象。更重要的是，电弧增材设备成本低，沉积效率高，操作自由灵活，特别适用于大结构甚至是超大结构的金属制件。但不适合成形结构特别复杂的零件，制造精度低，表面质量差。因此目前只适用于制造大型零件的毛坯，表面加工余量大。

当采用电弧增材方法进行较宽构件的制造时，一般采用多道搭接或摆动方法实现，两种方式制造的构件在不同方向分别具有的性能特征和表面纹理。在不调整焊接参数情况下，多道搭接形成的宽度通过增加或减少道数进行调整，其加工余量在已优化的工艺参数下是不能自由地精确控制的。若每次都根据构件宽度重新进行工艺参数的开发，也会增加很大的工作量。

发明内容

本发明实施例提供了一种电弧增材制造方法，采用预约束了增材外形与中间多路径结合的复合路径规划方法，使电弧增材成形的零件实现既能自由控制成形宽度，又能保证表面质量，减少最终的加工余量。

第一方面，本发明的实施例提出了一种电弧增材制造方法，包括如下步骤：

步骤1：选择成形结构件所需要的焊丝，设定用于约束成形结构件成形宽度的工作参数；

步骤2：将经过酸洗的基板打磨平整并用无水乙醇或丙酮擦拭干净后固定在工作台上，保证其水平；

步骤3：根据步骤1中的工作参数在基板上对成形构件每一层的外形进行沉积，外形完成后，改用成形工艺参数并按照复合路径对中心空白区域逐层进行堆积。

进一步地，工作参数为低频脉冲频率10-30Hz，基值电流150-200A，脉冲电流90A，占空比50％，超音频脉冲频率20-60kHz，电流60-90A，送丝速度180-300cm/min，焊接速度20-40cm/min，单焊道宽度6-10mm，加工余量单侧1-2mm，高度0.7-1.5mm。

进一步地，复合路径为三角折线路径宽度11-20mm，总宽度15-30mm，搭接量4-6mm。

进一步地，复合路径为两侧直路径和一道方形扫描路径,方形扫描路径宽度11-20mm，总宽度15-30mm，搭接量4-6mm。

进一步地，复合路径为多道直路径和一道折线路径,折线路径宽度11-20mm，总宽度19-36mm，搭接量4-6mm。

进一步地，复合路径为两侧直路径和多道折线路径,折线路径宽度11-20mm，总宽度20-46mm，搭接量4-6mm。

进一步地，增材过程中采用高纯氩对结构件进行正面保护，气体流量为15～25L/min。

综上，本发明采用预约束了增材外形与中间多路径结合的复合路径规划方法，使电弧增材成形的零件实现既能自由控制成形宽度，又能保证表面质量，减少最终的加工余量。

附图说明