一种电弧增材与电辅助热轧成形复合制造方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电弧增材与电辅助热轧成形复合制造方法和装置，本发明专利技术方法是将基板固定在工作台上，通过焊枪运动及送丝机构完成电弧沉积，沉积一层或多层后，打开直流脉冲电源对基板及沉积层进行加热，加热到预定的温度时，采用轧辊对沉积层表面进行热轧成形。本发明专利技术的装置包括基板、夹具、工作台、焊枪、送丝机构、温度传感器、轧辊、轧制加载单元、液压缸、电极、导线、直流脉冲电源、绝缘垫片。本发明专利技术将外加电场辅助加热、热轧塑性变形与电弧增材过程有机结合，采用的脉冲电源加热可降低材料变形抗力和提高材料塑性，通过电、热、力多场耦合作用细化沉积层晶粒，改善组织，消减电弧增材制造缺陷，降低沉积层残余应力，提升材料综合力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电弧增材与电辅助热轧成形复合制造方法和装置
本专利技术涉及一种增材制造方法和装置，具体涉及一种电弧增材与电辅助热轧成形复合制造方法和装置。
技术介绍
电弧增材制造是一种以电弧或等离子弧为热源的增材制造技术，与激光、电子束增材制造相比，电弧增材制造技术以丝材为成形材料，材料利用率和沉积效率高，设备制造成本低，无需密闭真空腔，在大规格结构件制造中具有广阔的应用前景。然而，由于电弧输入热量高，电弧沉积过程中材料内部出现垂直于沉积方向的粗大柱状晶，不均匀组织结构会显著降低材料力学性能，引起材料各向异性，即使通过调控成形工艺参数和后续热处理工艺，仍无法完全消除粗大柱状晶组织，该问题降低了电弧增材过程中整体结构件的力学性能，从而限制了其在工业中的应用。轧制作为一种塑性加工工艺，通过轧辊对金属表面施加大压力，使材料产生大塑性变形，能显著降低电弧增材过程中沉积层表面的粗糙度；同时，轧制变形能破碎粗大柱状晶组织，显著提高沉积层的硬度和强度，在材料内部积累大量变形能，在下一层电弧沉积过程中，电弧沉积的热量达到材料的再结晶温度时，会诱导材料发生再结晶过程，细化晶粒，从而提升材料力学性能及改善各向异性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电弧增材与电辅助热轧成形复合制造方法和装置，包括基板5、左夹具8、右夹具18、工作台2、焊枪14、送丝机构16、温度传感器13、轧辊10、轧制加载单元12、液压缸11、左电极6、右电极20、导线1、直流脉冲电源3、基板绝缘垫片4、左绝缘垫片7和右绝缘垫片19。基板5通过左夹具8和右夹具18固定在工作台2上；焊枪14和送丝机构16连接在焊接运动机构15上，两者配合实现前后、左右运动；温度传感器13位于焊枪14后方，电弧沉积层9上方，对沉积层表面温度进行检测；轧制加载单元12位于温度传感器13后方，其上方与液压缸11连接，下方与轧辊10连接，实现轧制力加载及轧辊10左右运动；轧辊芯轴外涂一...

【技术特征摘要】
1.一种电弧增材与电辅助热轧成形复合制造方法和装置，包括基板5、左夹具8、右夹具18、工作台2、焊枪14、送丝机构16、温度传感器13、轧辊10、轧制加载单元12、液压缸11、左电极6、右电极20、导线1、直流脉冲电源3、基板绝缘垫片4、左绝缘垫片7和右绝缘垫片19。基板5通过左夹具8和右夹具18固定在工作台2上；焊枪14和送丝机构16连接在焊接运动机构15上，两者配合实现前后、左右运动；温度传感器13位于焊枪14后方，电弧沉积层9上方，对沉积层表面温度进行检测；轧制加载单元12位于温度传感器13后方，其上方与液压缸11连接，下方与轧辊10连接，实现轧制力加载及轧辊10左右运动；轧辊芯轴外涂一层陶瓷绝缘层21，两端添加绝缘套22；左电极6和右电极20连接在基板5两侧，通过导线1与直流脉冲电源3的正负极连接；在基板5与工作台2之间、基板5与左夹具8之间、基板5与右夹具18分别插入基板绝缘垫片4和左右绝缘垫片7和19，并用左右夹具8和18固定。2.根据权利要求1所述的电弧增材与电辅助热轧成形复合制造装置，其特征在于，电加热电源为低电压、大电流的直流脉冲电源，其占空比、频率、峰值电流等参数均可调，能实现高峰值、低密度的电流加热效果。3.根据权利要求1所述的电弧增材与电辅助热轧成形复合制造装置，其特征在于，轧制加载单元12可通过其上方的液压缸11直接调节轧制压下载荷值，同时安装力传感器实时监测轧制力大小；同时，轧制加载装置上安装有水冷通道。4.根据权利要求1所述的电弧增材与电辅助热轧成形复合制造装置，其特征在于，所述轧辊的类型主要包含以下三种：第一种为平辊，第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，沙华浦，李磊，鲁世红，李正芳，章珈彬，陈鹏，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32