一种电弧增材制造中焊道的纵向连接方法技术

本发明专利技术提出一种电弧增材制造中焊道的纵向连接方法，属于自动化制造技术领域。该方法首先在电弧增材制造平台上进行预实验，确定焊接速度和送丝速度的取值范围；然后在该取值范围内，进行正式实验并记录送丝速度、焊接速度、每次所得的焊道堆积结果的高度与宽度；根据记录结果对高度与宽度分别进行回归拟合，得到焊道纵向堆积模型；使用时，将需要的宽度和高度代入模型求解，若存在解满足设定的取值范围，则按照计算得到的送丝速度和焊接速度进行焊接，实现焊道的纵向连接。本发明专利技术可在电弧增材制造中建立较为准确的焊接速度、送丝速度对焊道纵向堆积结果的宽度、高度的关系，提高零件成型质量，获得良好的电弧增材制造效果。

A Longitudinal Connection Method of Weld Bead in Arc Adding Material Manufacturing

The invention provides a longitudinal connection method of weld beads in arc augmentation manufacturing, which belongs to the technical field of automatic manufacturing. In this method, the range of welding speed and wire feeding speed is determined by preliminary experiments on the arc augmentation manufacturing platform; then, within this range, the formal experiments are carried out and the wire feeding speed, welding speed and the height and width of each weld path accumulation result are recorded; according to the record results, the longitudinal weld path accumulation model is obtained by regression fitting the height and width respectively. When used, the required width and height are substituted for the model solution. If the solution satisfies the set value range, the longitudinal connection of the bead is realized by welding according to the calculated wire feeding speed and welding speed. The invention can establish a more accurate relationship between welding speed and wire feeding speed on the width and height of the longitudinal accumulation result of weld beads in arc increment manufacturing, improve the forming quality of parts and obtain good arc increment manufacturing effect.

【技术实现步骤摘要】
一种电弧增材制造中焊道的纵向连接方法
本专利技术涉及一种电弧增材制造中焊道的纵向连接方法，属于自动化制造

技术介绍
增材制造是从三维模型中获取数据，通常通过层层叠加堆积，将材料进行连接制造出物体的过程，具有设备通用性强、工艺步骤简单、制造周期短、可制造复杂零件、材料利用率高、制造成本低等优势，适用于小批量、多品种的柔性生产模式。增材制造所用材料范围很广泛，包括聚合物、金属、陶瓷、沙土、玻璃、生物材料等，其中最常用的材料是聚合物和金属。金属增材制造与传统增材制造相比，所生产的功能件有良好的力学性能，可以直接进行工业应用，因此，近年来对于金属增材制造的需求也不断提高。在金属增材制造中，以电弧为热源进行增材制造具有能量效率高、生产成本低、技术成熟、成型件性能优良等优点，因此电弧增材制造(WireandArcAdditiveManufacturing，WAAM)是极具前途的方法。WAAM本质上是通过焊接过程实现的，需要将焊道在焊接平面内以及垂直平面的方向进行堆积，才能得到成型件。为了保证成型件的尺寸精度和成型质量，需要研究焊道堆积效果与工艺参数的关系。然而，现有的对工艺参数与成型尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电弧增材制造中焊道的纵向连接方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立电弧增材制造的焊道纵向连接模型；具体步骤如下：(1‑1)搭建电弧增材制造平台，操作时，将焊枪固定在机器人末端执行器上；然后选定基板和焊丝；(1‑2)分别设定焊接速度和送丝速度的初始取值范围，并在初始取值范围内对焊接速度和送丝速度进行预实验；在每组焊接速度和送丝速度的参数组合下，机器人在基板上进行设定长度的焊接，观察焊道成形状况，提取未出现褶皱、流淌、不连续、气孔的参数组合，从而确定焊接速度和送丝速度的最终取值范围；(1‑3)在步骤(1‑2)中确定的最终取值范围内，对送丝速度选取r个值，对焊接速度选取s个值，共进行n＝...

【技术特征摘要】
1.一种电弧增材制造中焊道的纵向连接方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立电弧增材制造的焊道纵向连接模型；具体步骤如下：(1-1)搭建电弧增材制造平台，操作时，将焊枪固定在机器人末端执行器上；然后选定基板和焊丝；(1-2)分别设定焊接速度和送丝速度的初始取值范围，并在初始取值范围内对焊接速度和送丝速度进行预实验；在每组焊接速度和送丝速度的参数组合下，机器人在基板上进行设定长度的焊接，观察焊道成形状况，提取未出现褶皱、流淌、不连续、气孔的参数组合，从而确定焊接速度和送丝速度的最终取值范围；(1-3)在步骤(1-2)中确定的最终取值范围内，对送丝速度选取r个值，对焊接速度选取s个值，共进行n＝rs次正式实验，使得送丝速度的每个取值均与焊接速度的所有取值组合过；每次正式实验中，机器人操纵焊枪以给定的送丝速度、焊接速度进行j次纵向堆积，形成焊道堆积结果；实验中，记录送丝速度、焊接速度、每次所得的焊道堆积结果的高度与宽度；(1-4)根据步骤(1-4)记录的数据，采用二次多项式对高度与宽度分别进行回归拟合；式中，a为常数项，bi为一次项的线性系数，c为交叉项的系数，di为二次项的系数，x1为送丝速度，x2为焊接速度，y为输出值，代表宽度或高度；针对高度h、宽度w分别进行拟合，则分别得到高度和宽度各自对应的6个系数，即当y取为高度h时的ah，bh1，bh2，ch，dh1，dh2和y取为宽度w时的aw，bw1，bw2，cw，dw1，dw2，共12...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐静，陈恳，陈苇航，吴丹，张继文，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11