【技术实现步骤摘要】
一种钛合金筒形结构件等离子弧增材制造方法
本专利技术属于增材制造领域,具体涉及一种钛合金筒形结构件等离子弧增材制造方法。
技术介绍
钛合金有着比强度高、抗蚀性能优异、可工作温度区间大等优点,所以广泛应用于航空航天等领域。传统的钛合金结构件加工方法主要有铸造、模锻和机械加工等。由于钛合金有着较高的化学活性,在铸造过程中容易产生气孔等缺陷;高的比强度则需要大型水压机进行模锻,同时模具的设计周期长,整体设备投资和运行成本巨大,无疑提高了生产成本,也无法满足现代工业快速制造的需求;钛合金低的热导率给大加工量的机械加工带来了难题,同时,对于价格昂贵的钛合金材料而言,材料利用率过低也成为一大问题。实际研制生产中有时需要对产品进行反复设计验证,产品尺寸、结构等也随时需要更改,传统的加工方法不仅有着较长的生产周期,成本也大幅增加。现有的制造技术很难满足短周期低成本的生产需求。随着航空航天、轨道交通等重要领域对金属结构件的性能、精度、生产周期和生产成本的要求日趋苛刻,采用增材制造技术直接成形金属零件成为研究热点。在增材制造领域,以电弧热为热源、丝材为原材料的的电弧增材制造技术具有设备投资少、材料利用率高、生产成本低、生产周期短、冶金结合性能好、综合性能优异等优点,十分适合航空航天等领域小批量、多品种产品的快速、低成本研制生产。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提出一种钛合金筒形结构件等离子弧增材制造方法,采用本方法可实现各种壁厚钛合金筒形结构件的快速近净成型,成形结构件力学性能优良,远超铸件并可达锻件水平,且大幅地降低了生产成本、缩短了生产周期。本 ...
【技术保护点】
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,保证道间熔合和整体成形良好;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。
【技术特征摘要】
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,保证道间熔合和整体成形良好;如此往复直至达到高度方向尺...
【专利技术属性】
技术研发人员:何智,王志敏,胡洋,步贤政,姚为,
申请(专利权)人:北京航星机器制造有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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