【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于稀土元素改性单晶高温合金电弧增材制造，具体涉及一种高温合金稀土元素增材制造装备及方法。
技术介绍
1、单晶高温合金加入稀土元素能有效提升抗高温氧化和耐热腐蚀能力。然而，目前含稀土元素的单晶高温合金空间薄壁零件的生产，存在如下工艺问题：①铸造过程，在熔炼炉内高温合金母合金加入稀土合金元素的粉末、箔带或者金属丝，由于稀土合金元素特性，稀土合金元素会被坩埚、液态铸造模具消耗，影响在高温合金的相界面γ/γ′和tcp相的偏析程度。②高温合金冶炼会烧损稀土元素，形成稀土元素氧化物，影响其性能。③铸造对于含稀土元素的单晶高温合金空间薄壁零件产生冷隔，生产难度高。④3d打印技术，容易疏松，外观质量无法控制。⑤电弧增材制造没有锻造外形精度。
2、目前，机器人系统一般不能作为锻造执行机构，也不能作为热挤压执行结构，也不能作为替代精密机床的加工执行机构，是因为机器人本体刚度相对于锻压机、挤压机、精密机床床身具有弱刚度特性。利用机器人末端执行器的热挤压原理，并充分利用机器人本体弱刚度特性，以实现高温合金稀土元素增材制造的目的是需要解决
【技术保护点】
1.一种高温合金稀土元素增材制造装备，包括空间环境制备系统（1）、氩弧焊机器人系统Ⅰ（2）、氩弧焊机器人系统Ⅱ（3），其中空间环境制备系统（1）用于提供焊接工艺环境，其特征在于：还包括整形机器人系统（4）及焊接胎具（5），焊接胎具（5）的顶部具有形状与含稀土元素的单晶高温合金空间薄壁零件（6）相同的导引模型薄壁曲面（503），氩弧焊机器人系统Ⅰ（2）和氩弧焊机器人系统Ⅱ（3）分别通过高温母合金焊丝Ⅰ（7）和含有稀土元素的高温母合金焊丝（8）在导引模型薄壁曲面（503）的上方实施堆焊，形成含有稀土元素的高温合金熔池（9）；焊接胎具（5）为含有稀土元素的高温合金熔池（9）...
【技术特征摘要】
1.一种高温合金稀土元素增材制造装备，包括空间环境制备系统（1）、氩弧焊机器人系统ⅰ（2）、氩弧焊机器人系统ⅱ（3），其中空间环境制备系统（1）用于提供焊接工艺环境，其特征在于：还包括整形机器人系统（4）及焊接胎具（5），焊接胎具（5）的顶部具有形状与含稀土元素的单晶高温合金空间薄壁零件（6）相同的导引模型薄壁曲面（503），氩弧焊机器人系统ⅰ（2）和氩弧焊机器人系统ⅱ（3）分别通过高温母合金焊丝ⅰ（7）和含有稀土元素的高温母合金焊丝（8）在导引模型薄壁曲面（503）的上方实施堆焊，形成含有稀土元素的高温合金熔池（9）；焊接胎具（5）为含有稀土元素的高温合金熔池（9）提供凝固冷却温度；整形机器人系统（4）用于含有稀土元素的高温合金熔池（9）冷却固化到锻造温度后的分段热挤压成形，获得含稀土元素的单晶高温合金薄壁成形段（601），导引模型薄壁曲面（503）为挤压成型提供空间引导曲面，经过在导引模型薄壁曲面（503）和/或含稀土元素的单晶高温合金薄壁成形段（601）上进行连续堆焊增材和热挤压成形，最终获得含稀土元素的单晶高温合金空间薄壁零件（6）。
2.根据权利要求1所述的高温合金稀土元素增材制造装备，其特征在于，所述含有稀土元素的高温母合金焊丝（8）包括高温母合金焊丝ⅱ（801）和稀土合金箔丝带（802），其中稀土合金箔丝带（802）呈螺旋状缠绕于高温母合金焊丝ⅱ（801）的外侧，且相对高温母合金焊丝ⅱ（801）固定。
3.根据权利要求2所述的高温合金稀土元素增材制造装备，其特征在于，所述氩弧焊机器人系统ⅰ（2）包括工业机器人ⅰ（202）及设置于工业机器人ⅰ（202）执行末端的焊枪ⅰ（201）；
4.根据权利要求2所述的高温合金稀土元素增材制造装备，其特征在于，所述整形机器人系统（4）包括工业机器...
【专利技术属性】
技术研发人员：张尚洲，周兵，贺笑春，任萍，朱维金，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：
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