[发明专利]一种基于脉冲电流强制熔滴过渡的电弧三维快速成形制造方法

摘要

本发明公开了一种基于脉冲电流强制熔滴过渡的电弧三维快速成形制造方法，该方法根据电弧三维快速成形制造工艺过程的特点，设计了三种不同的脉冲电流模式，从而获得不同的脉冲MIG电弧工作模式和熔滴过渡模式。借助脉冲MIG电弧提供的热、力作用模式，实现对自动同步送进的金属丝材的熔化和强制熔滴实现不同形式的平稳过渡，并使熔滴堆叠成形，实现金属构件的三维快速成形制造。利用本发明能够实现常用金属结构的高效成形制造，具有制造成本低、成形效率高、热变形小、技术适应性强等优点。

主权项

一种基于脉冲电流强制熔滴过渡的电弧三维快速成形制造方法，其特征在于，所述方法借助脉冲 MIG 电弧提供的热、力作用模式，实现对自动同步送进的金属丝材的熔化和强制 熔滴的不同形式的平稳过渡，使熔滴堆叠成形；所述方法的步骤如下：(1)安装基板，并可靠装夹，水平固定；(2)调整 MIG 焊枪方向，使其与基板平面垂直；(3)零件三维建模、分层切片，生成成形制造程序；(4)移动 MIG 焊枪至基点位置，提前送出保护气，引弧使脉冲 MIG 电弧开始工作，同时启动送丝机构，使金属丝材随脉冲电流的输出同步送进，成形制造过程开始；(5)制造过程结束时，先熄灭脉冲 MIG 电弧和关停送丝机构，延迟停止保护气，结束全部制造流程；所述步骤(4)的脉冲电流为复合脉冲，选自三种脉冲电流模式中的任意一种，使成形制造过程获得三种不同的熔滴过渡模式，其中，脉冲电流模式一、二适用于频率为 200Hz 以下的脉冲设置，脉冲电流模式三适用于频率为大于200Hz的脉冲设置：脉冲电流模式一：射滴过渡电流脉冲与短路过渡半长时电流脉冲的复合模式，一个脉冲 电流周期包括四个射滴过渡电流脉冲和一个短路过渡半长时电流脉冲；其中，短路过渡半长 时电流脉冲的持续时间为射滴过渡电流脉冲持续时间的二分之一，短路过渡半长时电流脉冲 的峰值与射滴过渡电流脉冲的基值相等，由射滴过渡电流脉冲强制熔滴实现一脉一滴的射滴 过渡，由短路过渡半长时电流脉冲强制熔滴实现一脉一滴的短路过渡；脉冲电流模式二：射滴过渡电流脉冲与短路过渡长时电流脉冲的复合模式，一个脉冲电流周期包括三个射滴过渡电流脉冲和一个短路过渡长时电流脉冲；其中，短路过渡长时电流 脉冲的持续时间与射滴过渡电流脉冲持续时间相同，短路过渡长时电流脉冲的峰值与射滴过 渡电流脉冲的基值相等，由射滴过渡电流脉冲强制熔滴实现一脉一滴的射滴过渡，由短路过 渡长时电流脉冲强制实现 1～2 个熔滴的短路过渡；脉冲电流模式三：射滴过渡电流脉冲与短路过渡短时电流脉冲的复合模式，一个脉冲电流周期包括三个射滴过渡电流脉冲和三个短路过渡短时电流脉冲；其中，短路过渡短时电流脉冲的持续时间与射滴过渡电流脉冲持续时间相同，短路过渡短时电流脉冲的峰值与射滴过 渡电流脉冲的基值相等，由射滴过渡电流脉冲强制熔滴实现一脉一滴的射滴过渡，由短路过渡短时电流脉冲强制熔滴实现一脉一滴的短路过渡；产生所述脉冲 MIG 电弧的电源为直流电源，电极接法为金属丝材为阳极接电源正极，基板为阴极接电源负极。