[发明专利]一种大型三通管件的增材制造方法

摘要

本方法涉及一种大型三通管件的增材制造方法，包括选材、搭建增材制造系统、调试增材制造系统、主体管安装、增材制造支管、增材制造支管、管件去应力热处理、机加工和无损检测验收成品的步骤；通过在主体母管上进行支管增材打印的形式，实现生产大型三通管件的目的，生产制得的三通管件无需塑性变形，通过电弧枪头按照预定轨迹逐层堆敷而制成的三通管件各部位的性能相当，整体均匀，一体性良好；相对于传统制造工艺，不需要复杂的锻压和热挤压设备和模具，热处理要求低，各厚度组织均匀，性能较好；在小批量特殊要求三通管件的生产中拥有巨大优势，生产周期短，可对腹部增材交汇处进行适当的厚度补强，可以避免普通三通管件肩、腹部薄弱的缺点。

主权项

1.一种大型三通管件的增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤(1)、选材：根据目标三通管件的结构和材质要求，选定三通管件的主体母管，并对主体母管的外径、壁厚和圆度进行检查，排除不合格的主体母管，验收合格主体母管，根据目标三通管件的支管的使用要求和设计方案，选定支管原丝和辅剂，并对支管原丝和辅剂进行工艺性能的验收；/n步骤(2)、搭建增材制造系统：采用数字化电弧增材设备、机器人、电弧枪头、送丝机构、红外短波测温装置、冷却控制装置和打印平台搭建增材制造系统；/n步骤(3)、调试增材制造系统：根据目标三通管件的三维模型和制造工艺的参数数据，在计算机上对支管的增材轨迹进行解析，并通过PLC将解析的轨迹坐标数据转化为控制电弧枪头运动的机械控制程序，之后根据机械控制程序启动机器人带动电弧枪头运行，并对电弧枪头的运行轨迹进行调试，对打印平台上的旋转盘的旋转角度进行编程并对旋转盘的旋转角度进行设备调试，对红外短波测温装置的运行轨迹进行编程，并对其运行轨迹进行设备调试；/n步骤(4)、主体管安装：将主体母管放在打印平台上，并与旋转盘固定安装，将数字化电弧增材设备中的直流电源的正负极分别连接在电弧枪头和主体母管上，其中，电弧枪头连接电源正极，主体母管连接电源负极；/n步骤(5)、增材制造支管：先预热支管在主体母管上的交汇增材区，待预热完成后，启动数字化电弧增材设备，控制机器人带动电弧枪头按照预定轨迹进行运动，先对主体母管的一侧进行增材打印，增材打印的高度与主体母管的顶部相齐平后，再对主体母管的另一侧进行增材打印，主体母管两侧增材打印的高度均与主体母管的顶部齐平后，进行支管直管段的增材打印，电弧枪头相对于主体母管两侧进行增材打印的增材轨迹的形状为同心弧形，增材轨迹的弧长随着增材高度的增加而变长，主体母管两侧的增材轨迹最终在主体母管顶部所处的平面位置处相交成完整圆形，之后电弧枪头相对于主体母管进行增材打印的增材轨迹的形状为同心圆；/n步骤(6)、管件去应力热处理：对完成直管段增材打印后的三通管件坯进行热处理；/n步骤(7)、机加工：根据目标三通管件的结构尺寸，对热处理后的三通管件坯的内孔进行机加工处理，去除位于支管内腔中的主体母管的管壁部分，对支管的内外壁进行机加工；/n步骤(8)、无损检测验收成品：对完成机加工后的三通管件进行100％MT和UT检测，检测合格后验收成品。/n