[发明专利]一种铝合金激光-TIG复合增材制造方法

摘要

本发明属于金属增材制造技术领域，提供铝合金激光‑TIG复合增材制造方法，将激光和电弧作为复合热源，采用TIG的方式，实现铝合金薄壁类(单道多层)结构的增材制造成形，包括以下步骤：S1：确定激光、电弧和丝材相对位置关系，进行基板预热处理；S2：成形铝合金激光‑TIG复合增材单道单层结构；S3‑S5：成形铝合金激光‑TIG复合增材薄壁类(单道多层)结构。本发明既改善了由于铝合金反射率较高使得当激光作为单独热源时不易成形的缺陷，又改善了当电弧作为单独热源时由于热输入量较高而造成的变形严重、成形质量较差的缺陷；适用于铝合金薄壁类(单道多层)结构的增材制造，且能有效抑制气孔缺陷的产生。

主权项

1.一种铝合金激光‑TIG复合增材制造方法，其特征在于，将预热装置固定在转向台上方，并将基板固定在预热装置上方，送丝嘴与水平方向夹角20‑30°，激光头与垂直方向夹角5‑15°，焊枪与垂直方向夹角45‑60°，制造方法包括以下步骤：S1：采用前置送丝方式，丝材直径d 1.0‑1.6mm；调整送丝嘴直径D，焊丝伸出长度L，光丝间距m和钨极高度H；对基板进行预热处理，预热温度200‑300℃；S2：确定成形过程中恒定工艺参数，在预热好的基板上进行单道单层结构成形，电弧电流140‑160A；所述的恒定工艺参数包括：送丝速度600‑1200mm/min，激光单脉冲能量10‑20J，脉冲频率20‑25Hz，脉冲宽度2‑8ms，光斑重叠率27.1％‑83.3％；成形过程中，待前一层成形后开启转向台，将基板旋转180°后关闭转向台，调整层间温度、预热温度和电弧电流进行下一层成形；S3：第2层至第n层层间温度270‑300℃，预热温度200‑270℃，电弧电流相对于前一层逐层减小10‑15A，使第n层电弧电流范围在90‑110A之间；S4：第n+1层至第n+m层层间温度230‑260℃，预热温度200‑230℃，电弧电流对于前一层逐层减小4‑8A，使第n+m层电弧电流范围在60‑80A之间；S5：第n+m+1层及以上层层间温度200‑220℃，预热温度不低于200℃，电弧电流稳定在60‑80A，直至单道多层结构增材成形结束。