[发明专利]异质金属间化合物增材加工设备及其加工方法

说明书

本发明公开了一种异质金属间化合物增材加工设备及其加工方法。异质金属间化合物增材加工设备包括加热板、第一焊接电源、双孔送丝导电嘴、第一送丝机、第二送丝机以及第二焊接电源，所述加热板用于放置基板，所述第一焊接电源用于对基板上的增材沉积层加热熔融，所述第一送丝机与所述第二送丝机均与所述双孔送丝导电嘴连接且分别与所述双孔送丝导电嘴的第一送丝孔、第二送丝孔相通，所述第二焊接电源能够运动并用于对增材沉积层加热熔融，所述双孔送丝导电嘴、所述第一焊接电源与所述第二焊接电源均与所述加热板相对设置。本发明的异质金属间化合物增材加工设备能够提高复杂异形构件的组织性能均匀性。

技术领域

本发明涉及一种异质金属间化合物增材加工设备及其加工方法。

背景技术

金属间化合物如Ti-Al系列，是将两种或多种元素按照一定比例组成获得。TiAl金属间化合物具有抗氧化、耐高温、耐腐蚀的特性，适合于600℃-1000℃环境下的使用，有望成为航空发动机的重要材料。但是，这种金属间化合物的室温塑性较差，传统的金属间化合物加工手段容易造成产品构件裂纹等缺陷，特别是对于复杂异形构件，加工工艺繁杂、成本较高。

目前，小批量的复杂异形构件一般采用增材制造技术制作。传统的电弧和激光填丝增材技术是比较成熟的，采用热源将两根或多根异质焊丝熔化，其中主热源主要用于熔化焊丝形成熔池，后置热源用于降低熔池的冷却速度和过冷度，促使元素充分扩散，同时避免热裂纹的产生。但是由于两根焊丝的熔化特性、送丝速度差异，导致增材制造过程中的热源和熔池稳定性受阻，同时熔化的异质金属若不能充分扩散，会导致复杂异形构件出现成分偏析，影响最终的复杂异形构件使用性能。采用异种焊丝单侧排置和振动送丝的方式，有利于增加焊丝端部熔滴的过渡速度，进一步提高元素均匀程度。

发明内容

基于此，有必要提供一种异质金属间化合物增材加工设备。本发明的异质金属间化合物增材加工设备能够适应于异质金属增强增材制造，能够提高复杂异形构件的组织性能均匀性。

一种异质金属间化合物增材加工设备，包括加热板、第一焊接电源焊接电源、双孔送丝导电嘴、第一送丝机、第二送丝机以及第二焊接电源焊接电源，所述加热板用于放置基板，所述第一焊接电源焊接电源用于对基板上的增材沉积层加热，所述第一送丝机与所述第二送丝机均与所述双孔送丝导电嘴连接且分别与所述双孔送丝导电嘴的第一送丝孔、第二送丝孔相通，所述第二焊接电源焊接电源能够运动并用于对增材沉积层加热，所述双孔送丝导电嘴、所述第一焊接电源焊接电源与所述第二焊接电源均与所述加热板相对设置。

在其中一些实施例中，所述第一焊接电源为激光器或者TIG电弧热源，所激光器用于向增材沉积层释放激光，所述第二焊接电源为TIG电弧热源，所述TIG电弧热源包括TIG焊枪以及后置TIG电弧电源，所述TIG焊枪与所述后置TIG电弧电源连接，所述TIG焊枪能够运动并用于向增材沉积层释放电弧。

在其中一些实施例中，所述异质金属间化合物增材加工设备还包括送丝振荡器，所述送丝振荡器连接在所述双孔送丝导电嘴上。

在其中一些实施例中，所述异质金属间化合物增材加工设备还包括保护拖罩，所述保护拖罩连接所述后置TIG焊枪并能够随所述后置焊枪运动。

在其中一些实施例中，所述双孔送丝导电嘴上的所述第一送丝孔与所述第二送丝孔之间的间距为0.2~0.5mm。

一种异质金属间化合物增材加工方法，包括以下步骤：

步骤1：控制加热板的温度为400℃~500℃；

步骤2：调整双孔送丝导电嘴的送丝方向与加热板的夹角角度为30°~45°，调整双孔送丝导电嘴距离第一焊接电源的主热源中心间距为0~2mm；

步骤3：调整第二焊接电源与加热板的夹角角度为45°~60°，调整所述第二焊接电源的主热源中心与所述第一焊接电源的主热源中心之间的间距为5~10mm；