一种电弧3D打印空间网状结构件的方法技术

一种电弧3D打印空间网状结构件的方法，采用包括换向送丝机构和控制系统的焊接装置，1)将焊丝置入焊接装置的换向送丝机构中、焊接装置的焊枪装载到焊接机器人上；2)向焊接机器人输入所要打印的空间网状结构件程序；调整焊接装置的参数；3)焊接装置的送丝机构将焊丝向前运送，当短路电流产生时，焊丝停止前进，并引燃电弧，焊接电流增大，熔滴进入熔池后，电弧减小直至熄灭，同时，焊接电流减小，送丝机构将焊丝回抽；打印基线，然后，在基线上，从左到右，从下而上，间隔打印其他多根柱线，当所打印的柱线每增长3‑5mm时，更换另一根柱线，如此反复打印出空间网状结构件。本发明专利技术的电弧3D打印空间网状结构件的方法方便、快捷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电弧3D打印空间网状结构件的方法。
技术介绍
对于空间网状结构件，目前主要是通过采用相应材料搭接并通过焊接的方法制备而成，但是，对于某些空间结构复杂的结构件，材料搭接存在困难，难以满足使用要求或空间形状要求。针对以上不足，本专利技术提供了一种电弧3D打印空间网状结构件的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电弧3D打印空间网状结构件的方法，其能够克服上述现有技术的某种或某些问题。根据本专利技术的一种电弧3D打印空间网状结构件的方法，该方法采用焊接装置，该焊接装置包括换向送丝机构和控制系统，换向送丝机构包括第一送丝机构和第二送丝机构，其中，第一送丝机构均匀输送焊丝，第二送丝机构接受来自第一送丝机构输送的焊丝，所述第二送丝机构以70-80Hz的频率输送焊丝；第一步：将焊丝置入焊接装置的换向送丝机构中、焊接装置的焊枪装载到焊接机器人上；第二步：向焊接机器人输入所要打印的空间网状结构件程序；调整焊接装置的参数；第三步：电弧3D打印空间网状结构件的过程：所述焊接装置的第二送丝机构将焊丝向前运送，当短路电流产生时，焊丝停止前进，并引燃电弧，焊接电流增大，熔滴进入熔池后，电弧减小直至熄灭，同时，焊接电流减小，所述焊接装置的第二送丝机构将焊丝回抽；首先，打印基线，然后，在基线上，从左到右，从下而上，间隔打印其他多根柱线，当所打印的柱线每增长3-5mm时，更换另一根柱线，如此反复打印出空间网状结构件。在本专利技术的一实施例中，电弧3D打印空间网状结构件的方法，其中，焊接装置的参数如下：保护气体：氩气；气体流量：25-45L/min；焊接电流：240-300A；电弧电压：25-30V；焊接速度：300-400mm/min；送丝速度：760-850mm/min。在本专利技术的另一实施例中，电弧3D打印空间网状结构件的方法，其中，焊丝直径为：1.5-5.0mm。在本专利技术的一实施例中，电弧3D打印空间网状结构件的方法，其中，同一柱线相邻两次打印的时间间隔大于30s。附图说明图1示出了本专利技术3D打印柱线的示意图；图2示出了本专利技术进一步3D打印柱线的示意图；图3示出了本专利技术更进一步3D打印柱线的示意图；图4示出了本专利技术空间网状结构件的示意图。具体实施方式在本专利技术中，通过电弧3D打印空间网状结构件，所选焊丝的直径为：1.5-5.0mm。本专利技术采用MIG焊接方法，并利用福尼斯焊接装置和ABB焊接机器人，该福尼斯焊接装置具有换向送丝系统和控制系统，该换向送丝系统包括协同工作的前送丝机构和后送丝机构，可以使焊丝呈间断输送；该控制系统可以控制电弧生成的开始时间，自动降低焊接电流，直到电弧熄灭，并调节焊丝输送，在熔滴从焊丝上滴落之后，控制系统再次提高焊接电流，并进一步将焊丝向前送出。本专利技术所述的一种电弧3D打印空间网状结构件的方法，具体步骤如下：第一步：利用福尼斯焊接装置和ABB焊接机器人，采用上述钛基焊丝，焊丝直径为1.5-5mm，并将安装有所述钛基焊丝的焊枪安装于上述ABB焊接机器人上；第二步：调整福尼斯焊接装置的参数，如下：保护气体：氩气(99.99％以上)；气体流量：25-45L/min；焊接电流：240-300A；电弧电压：25-30V：焊接速度：300-400mm/min；送丝速度：760-850mm/min。第三步：3D打印过程：将3D打印空间网状结构件的焊接程序输入ABB焊接机器人中，其3D打印的过程如下所述：如图1所示，首先构建A线，此时，福尼斯焊接装置的前送丝机构按照760-850mm/min的送丝速度均匀送丝，后送丝机构按照设备控制系统的指令以70-80Hz的频率控制焊丝输送。焊接控制系统控制电弧生成的开始时间，当短路电流产生时，焊丝停止前进，并引燃电弧，焊接电流逐渐增至240-300A，焊接电压下降，熔滴向熔池过渡。当熔滴生成并进入熔池时，控制系统自动降低焊接电流，同时，降低电弧并直至熄灭，焊丝在控制系统的指令下回抽。在熔滴从焊丝上滴落之后，控制系统控制后送丝机构再次将焊丝向前送出，开始新一轮的焊接过程。该焊接过程无飞溅过渡，防止成形金属过烧氧化，防止熔化后的金属由于流动性过快而不能成形，打印的空间结构件表面光滑平整。如图1所示，在3D打印过程中，先沿图中所示的柱线A开始打印，当将柱线A从左到右用打印成形后，打印网状结构件的其它柱线。如图1所示，需打印的柱线为8条。打印时，重复上述的打印过程，打印从左到右、由下向上打印。当每条柱线的打印长度为3-5mm时，更换打印对象，打印第二根柱线。同一柱线相邻两次打印的时间间隔大于30s。如此重复下去，则可打印出如图2、图3所示的形状，当然，也可打印出如图4所示的复杂空间网状结构件，该网状结构件可以是诸如桥梁和桁架等具有一定承重能力的结构件。本专利技术优选的焊丝为钛基焊丝，该焊丝具有成形性能好、冷却快，并具有良好的持久性和耐蚀性，该钛基焊丝的基本成分及含量如下：Sn：4.0％～5.5％；Si：0.05％～0.1％；Mn：0.8％～1.6％；Nb：5％～10％；Mo：0.05％～0.15％；Ni：15％～25％；Cr：0.2％～0.3％；Al：4.0％～4.5％；La：0.03％～0.04％；余量为Ti。该钛基焊丝在焊接过程中，可生成Nb5Si3强化相，该相在高温时依然具有良好的综合性能。同时，还可生成Ti5Si3和Ti3Si相，以强化焊缝的作用。以上所述仅是本专利技术的优选实施例，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出多种改进和变型，这些改进和变型也应视为在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电弧3D打印空间网状结构件的方法，该方法采用焊接装置，该焊接装置包括换向送丝机构和控制系统，换向送丝机构包括第一送丝机构和第二送丝机构，其中，第一送丝机构均匀输送焊丝，第二送丝机构接受来自第一送丝机构输送的焊丝，所述第二送丝机构以70‑80Hz的频率输送焊丝；第一步：将焊丝置入焊接装置的换向送丝机构中、焊接装置的焊枪装载到焊接机器人上；第二步：向焊接机器人输入所要打印的空间网状结构件程序；调整焊接装置的参数；第三步：电弧3D打印空间网状结构件的过程：所述焊接装置的第二送丝机构将焊丝向前运送，当短路电流产生时，焊丝停止前进，并引燃电弧，焊接电流增大，熔滴进入熔池后，电弧减小直至熄灭，同时，焊接电流减小，所述焊接装置的第二送丝机构将焊丝回抽；首先，打印基线，然后，在基线上，从左到右，从下而上，间隔打印其他多根柱线，当所打印的柱线每增长3‑5mm时，更换另一根柱线，如此反复打印出空间网状结构件。

【技术特征摘要】
1.一种电弧3D打印空间网状结构件的方法，该方法采用焊接装置，该焊接装置包括换向送丝机构和控制系统，换向送丝机构包括第一送丝机构和第二送丝机构，其中，第一送丝机构均匀输送焊丝，第二送丝机构接受来自第一送丝机构输送的焊丝，所述第二送丝机构以70-80Hz的频率输送焊丝；第一步：将焊丝置入焊接装置的换向送丝机构中、焊接装置的焊枪装载到焊接机器人上；第二步：向焊接机器人输入所要打印的空间网状结构件程序；调整焊接装置的参数；第三步：电弧3D打印空间网状结构件的过程：所述焊接装置的第二送丝机构将焊丝向前运送，当短路电流产生时，焊丝停止前进，并引燃电弧，焊接电流增大，熔滴进入熔池后，电弧减小直至熄灭，同时，焊接电流减小，所述焊接装置的第二送丝机...

【专利技术属性】
技术研发人员：初雅杰，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32