[发明专利]一种钛合金筒形结构件等离子弧增材制造方法

摘要

本发明一种钛合金筒形结构件等离子弧增材制造方法。该方法采用焊机提供热源，机械臂与变位机配合规划路径的方式，整个过程均在保护室内进行。底部三层采用较成形电流大20A～60A左右的焊接电流打底；上部采用成形电流堆积实体。每层所有道次的起弧点相位差为0°，相邻层的起弧点相位差为90°，每四层为一个单元，相邻单元的变位机旋转方向相反，如此往复，最终成形得到钛合金筒形结构件，通过参数调整可成形各种壁厚钛合金筒形结构件，以满足具体的尺寸需求。本发明所提出的等离子弧增材制造钛合金筒形结构件力学性能良好，表面粗糙度小，生产周期短，解决了传统加工方法的长周期问题，也有效地降低了生产成本。

主权项

1.一种钛合金筒形结构件等离子弧增材制造方法，所述钛合金筒形结构件由等离子弧增材制造系统3D打印形成；其特征在于步骤如下：1)选择成形特定结构件所需要的焊丝，确定成形特定结构件所需要的工作参数，包括送丝速度、焊接电流、焊接速度、焊枪偏移量、单道焊缝宽度和焊缝高度；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；3)将需要的工具及配件放在平台上，搭建气体保护室并充入氩气直至氧浓度降至要求的范围内再进行结构件的增材，具体过程为：根据步骤1)确定的参数，底部三层采用比成形电流大20～60A的焊接电流打底；上部采用成形电流堆积结构件实体，每层所有道次的起弧点相位差为0°，相邻层的起弧点相位差为90°，每四层为一个单元，相邻单元的变位机旋转方向相反，通过控制焊枪偏移量，实现各道次之间良好搭接与圆滑过渡；如此往复直至达到高度方向尺寸要求，最终成形得到钛合金筒形结构件；所述基板选用厚度为20‑50mm的TA15钛合金板材；所述焊丝采用直径为0.8mm或1.2mm或1.6mm的TA15钛合金焊丝；所述的送丝速度为(1～3)m/min；焊接电流为(70～300)A；焊接速度为(1～4)mm/s；单道焊缝的宽度(5～10)mm，高度(0.8～1.5)mm；步骤3)中氧浓度应降至0.3％以下；做完每层的一道后，焊枪偏移一定的偏移量再完成外道的堆积以实现道间的良好搭接，焊枪偏移量选取为单道焊缝的宽度减去2～5mm。