一种电弧熔积与激光冲击锻打复合快速成形零件的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电弧熔积与激光冲击锻打复合快速成形零件的方法，包括1)通过仿真系统将预成形零件模型划分一个或数个简单的成形单元，并确定成形单元的成形顺序；2)数控设备控制电弧焊枪将加工材料在运动平台的加工基板上逐层熔积成形，形成熔覆层；3)计算机控制运动平台运动，保持熔融区始终处于水平状态，同时，计算机控制脉冲激光束对处于易塑性形变温度的电弧熔积金属区域进行同步冲击锻打；本发明专利技术还提供了一种电弧熔积与激光冲击锻打复合快速成形零件的装置。本发明专利技术具有成形结构组织稳定性好、成品率高和安全可靠的有益效果。

Method and device for rapid forming parts by arc melting and laser impact forging

The invention discloses an electric arc deposition method of composite parts in rapid prototyping and laser shock forging, including 1) through the simulation system of the pre forming parts model is divided into one or several forming unit is simple, and to determine the forming order forming unit; 2) CNC control electric arc welding gun processing substrate materials in the motion platform on layer by layer deposition forming, forming a cladding layer; 3) computer to control the movement of the platform, keep the melting zone is always in the state, at the same time, the computer control of pulse laser beam in easy plastic deformation temperature electric arc deposition metal area synchronous impact forging; the invention also provides a device for composite parts in rapid prototyping and laser shock forging an arc welding. The invention has the advantages of good forming structure, good organization stability, high yield and safety and reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种电弧熔积与激光冲击锻打复合快速成形零件的方法及其装置
本专利技术涉及零件与模具锻打制造方法及其装置，尤其是指一种电弧熔积与激光冲击锻打复合快速成形零件的方法及其装置。
技术介绍
随着现代工业技术的快速发展，对结构和某些关键零部件的制造及其服役性能提出了愈来愈高的要求，如低成本、短流程、零污染的制造过程，以及优异的综合力学与机械性能等。直接快速成形制造技术被业内普遍看作是先进制造
最具有难度的前沿发展方向。上世纪70年代，以激光、电子束和等离子束为代表的高能束成形技术不断发展成熟，并在零件的快速制造领域取得很大的进展。高能束直接成形零件技术综合机械工程、CAD、数控技术、高能束与材料科学技术，可快速将设计思想物化为具有一定结构和功能的终形零件或模具。现有快速制造方法因其急速加热快速凝固和自由生长成形的特点，成形过程中因为工艺参数、外部环境等因素的影响，会产生气孔、未熔合、裂纹和缩松等内部缺陷，在熔融堆积成形中，随着扫描层数的增加，零件内部的残余应力叠加效应明显，零件较容易开裂和变形，组织性能的稳定性较差，严重影响零件的加工成品率，极大地制约了高能束直接成形技术的推广和发展。专本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电弧熔积与激光冲击锻打复合快速成形零件的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)绘制零件3D模型，将模型导入计算机的仿真系统中；通过仿真系统将预成形零件模型划分一个或数个简单的成形单元，并确定成形单元的成形顺序；并将成形单元按叠层堆积方向分层切片处理，根据分层切片处理数据并生成加工各层的数控代码；2)计算机将各层的数控代码发送到数控设备上，数控设备控制电弧焊接装置将加工材料在运动平台的加工基板上逐层熔积成形，形成熔覆层；3)计算机控制运动平台运动，保持熔融区始终处于水平状态，同时，计算机控制激光装置的脉冲激光束对处于易塑性形变温度的电弧熔积金属区域进行同步冲击锻打；在加工的过程中，计算机的仿真...

【技术特征摘要】
1.一种电弧熔积与激光冲击锻打复合快速成形零件的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)绘制零件3D模型，将模型导入计算机的仿真系统中；通过仿真系统将预成形零件模型划分一个或数个简单的成形单元，并确定成形单元的成形顺序；并将成形单元按叠层堆积方向分层切片处理，根据分层切片处理数据并生成加工各层的数控代码；2)计算机将各层的数控代码发送到数控设备上，数控设备控制电弧焊接装置将加工材料在运动平台的加工基板上逐层熔积成形，形成熔覆层；3)计算机控制运动平台运动，保持熔融区始终处于水平状态，同时，计算机控制激光装置的脉冲激光束对处于易塑性形变温度的电弧熔积金属区域进行同步冲击锻打；在加工的过程中，计算机的仿真系统进行同步模拟仿真加工，同时通过扫描成像系统实时扫描熔覆层，并将熔覆层的温度、厚度和形貌数据传送至计算机，并将成像数据与仿真数据进行对比分析，进而计算机反馈调节控制电弧焊枪和激光装置的工作状态。2.根据权利要求1所述的一种电弧熔积与激光冲击锻打复合快速成形零件的方法，其特征在于：所述步骤3)的具体内容为：通过红外热成像系统对电弧熔积金属区域的温度进行数据采集并发送到计算机；当电弧熔积金属区域的温度冷却至再结晶温度时，激光装置的脉冲激光对熔覆层进行冲击锻打；当电弧熔积金属区域的温度过高/过低，则计算机输出控制信号到电弧焊接装置，降低/提高电弧焊接装置的输入功率，形成闭环控制；计算机根据熔覆层的厚度确定脉冲激光的脉冲宽度，并且根据熔覆层宽度确定激光锻打频率和光斑值，计算机控制激光装置对处于易塑性形变温度的熔覆层的电弧熔积金属区域进行同步冲击锻打；然后计算机通过光束质量检测装置对激光进行数据采集，并且计算机输出控制信号对激光的脉冲宽度、锻打频率和光斑值进行反馈调节。3.根据权利要求1所述的一种电弧熔积与激...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永康，杨青天，张峥，于秋云，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44