基于旁路多丝等离子弧梯度材料增材制造装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于旁路多丝等离子弧梯度材料增材制造装置与方法，涉及电弧增材制造技术领域，以解决现有技术中梯度材料增材制造过程中成分分布欠均匀、热输入大、连续性较差的问题。该装置包括等离子弧焊枪、工件以及与电流与送丝速度协同控制系统连接的等离子弧焊接电源、第一非熔化极气体保护焊电源、第二非熔化极气体保护焊电源、第三非熔化极气体保护焊电源、第一送丝机构、第二送丝机构和第三送丝机构，等离子弧焊接电源、等离子弧焊枪的钨极与工件形成主回路；各台非熔化极焊接电源在钨极与丝材之间产生旁路电弧，三台非熔化极焊接电源、等离子弧焊枪的钨极和对应的丝材之间形成旁路回路，产生旁路电弧。产生旁路电弧。产生旁路电弧。

【技术实现步骤摘要】
基于旁路多丝等离子弧梯度材料增材制造装置与方法


[0001]本专利技术涉及电弧增材制造
，尤其是涉及一种基于旁路多丝等离子弧梯度材料增材制造装置与方法。

技术介绍

[0002]梯度功能材料是通过连续变化的组成和细微结构使得材料的结构性能逐渐变化，以满足不同环境需求，应用于温度、压强、腐蚀性、耐磨性等工作环境随位置变化的极端工况，改善单一材料无法同时满足多种高性能需求的问题，增强不同材料之间的界面结合强度。梯度功能材料的传统制备工艺包括粉末冶金、等离子喷涂、气相沉积等。
[0003]基于3D打印(增材制造)原理的集成制造技术被认为是制备梯度功能材料最有前景的方法之一。增材制造技术按热源类型可分为激光、电子束和电弧，基于激光热源的梯度材料制备技术，因其存在粉末浪费严重、熔敷效率低、气孔缺陷、设备成本高等问题，目前多用于小体积、高价值构件的制造；基于电子束热源的梯度材料制备技术，成形构件尺寸受限于真空腔体体积；丝材电弧增材(WAAM)制造技术以电弧为热源，成形零件由全焊缝构成，化学成分均匀、致密度高，是一种兼具材料利用率高、成本低、效率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于旁路多丝等离子弧梯度材料增材制造装置，其特征在于，包括等离子弧焊枪、工件以及与电流与送丝速度协同控制系统连接的等离子弧焊接电源、第一非熔化极气体保护焊电源、第二非熔化极气体保护焊电源、第三非熔化极气体保护焊电源、第一送丝机构、第二送丝机构和第三送丝机构，其中：所述等离子弧焊接电源、所述等离子弧焊枪的钨极与所述工件形成主回路，且所述等离子弧焊接电源能产生主弧等离子弧以熔化所述工件形成熔池；所述第一非熔化极焊接电源、所述等离子弧焊枪的钨极和所述第一送丝机构上的第一丝材形成第一旁路回路，所述第二非熔化极焊接电源、所述等离子弧焊枪的钨极和第二送丝机构上的第二丝材形成第二旁路回路，所述第三非熔化极焊接电源、所述等离子弧焊枪的钨极和所述第三送丝机构上的第三丝材形成第三旁路回路；所述第一非熔化极焊接电源、所述第二非熔化极焊接电源和所述第三非熔化极焊接电源分别在各自回路中产生旁路电弧；所述第一送丝机构、所述第二送丝机构和所述第三送丝机构均是相互独立的，各旁路回路中的送丝机构与对应的非熔化极焊接电源相互独立，均受到电流与送丝速度协同控制系统调控，实现各自独立调节。2.根据权利要求1所述的基于旁路多丝等离子弧梯度材料增材制造装置，其特征在于，所述第一丝材、所述第二丝材和所述第三丝材的材质均为金属，所述第一丝材、所述第二丝材和所述第三丝材的材质各不相同或部分相同。3.据权利要求1所述的基于旁路多丝等离子弧梯度材料增材制造装置，其特征在于，所述第一丝材的直径为0.8mm、1.0mm或者1.2mm，所述第二丝材的直径为0.8mm、1.0mm或者1.2mm，所述第三丝材的直径为0.8mm、1.0mm或者1.2mm。4.据权利要求1所述的基于旁路多丝等离子弧梯度材料增材制造装置，其特征在于，所述第一丝材与所述等离子弧焊枪的钨极之间的夹角为30
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～90
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，所述第二丝材与所述等离子弧焊枪的钨极之间的夹角为30
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～90
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，所述第三丝材与所述等离子弧焊枪的钨极之间的夹角为30
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～90
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，所述第一丝材、所述第二丝材与所述第三丝材三者中两两之间的夹角为30
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【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞英，薛龙，黄继强，邹勇，曹莹瑜，黄军芬，
申请(专利权)人：北京市安全生产工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：