一种铝合金摆动激光-振动-热丝协同高效增材方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金摆动激光‑振动‑热丝协同高效增材方法，属于激光熔丝增材制造的技术领域，包括去除基板表面的氧化膜和油污；启动摆动激光‑振动‑协同增材设备，调节激光器和送丝头的角度和位置、设置增材参数；固定基板，对机器人进行编程，设置增材热源行走路线，并将机器人移至初始位置；启动热丝装置对焊丝进行预热；开启增材热源和保护气开关，按照编程轨迹进行增材；完成一层增材墙体后，清洁其表面氧化物，重新设置机器人编程轨迹，待增材墙体冷却后，开始下一层增材；完成增材墙体的制造后，关闭摆动激光‑振动‑热丝协同增材设备。本发明专利技术能够提高增材墙体的成形精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光熔丝增材制造的，尤其涉及一种铝合金摆动激光-振动-热丝协同高效增材方法。

技术介绍

1、铝合金比强度高、密度小、抗腐蚀性能好，被广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车制造、医疗器械等领域。为了响应轻量化制造要求，以铝合金为代表的轻质材料制造技术逐渐代替了钢铁材料。作为一种新兴的成形技术，目前国内外的铝合金增材制造技术，主要有激光、电弧、电子束、超声波和搅拌摩擦等热源提供方式。激光具有较高的能量密度和较低的热输入，相比电弧和电子束，在高精度成形方面有较大的优势。激光熔丝增材制造技术以激光为热源，以熔化焊丝的方式逐层沉积材料。激光作为高能束，其能量集中，因此熔滴过渡过程决定了光丝耦合的质量，其沉积过程稳定性对增材零件的成形质量产生重要的影响。另外，由于铝合金密度低，流动性差，对送丝稳定性要求也较高。

2、如专利号为cn201911171055.8的专利提出一种激光扫描-振动热丝tig复合焊接方法，焊丝进行往复振动生成振动热丝，通过预热焊丝提高了焊接效率，但热丝振动精度不高，不适用于对成形质量要求较高的增材制造过程。如专利号为cn201本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铝合金摆动激光-振动-热丝协同高效增材方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种铝合金摆动激光-振动-热丝协同高效增材方法，其特征在于：所述摆动激光-振动-热丝协同增材设备包括激光器与扫描振镜、振镜聚焦装置、数控系统、热丝装置、送丝装置、振动装置和水冷机；其中：

3.根据权利要求2所述的一种铝合金摆动激光-振动-热丝协同高效增材方法，其特征在于：所述热丝装置(7)包括热丝电源，所述热丝电源的正负极分别连接送丝头(9)和增材平台，伸出送丝头(9)部分的焊丝(14)产生电阻热，在开始进行熔滴过渡过程前，先通过施加在导电嘴的电流和电压设置预热...

【技术特征摘要】

1.一种铝合金摆动激光-振动-热丝协同高效增材方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种铝合金摆动激光-振动-热丝协同高效增材方法，其特征在于：所述摆动激光-振动-热丝协同增材设备包括激光器与扫描振镜、振镜聚焦装置、数控系统、热丝装置、送丝装置、振动装置和水冷机；其中：

3.根据权利要求2所述的一种铝合金摆动激光-振动-热丝协同高效增材方法，其特征在于：所述热丝装置(7)包括热丝电源，所述热丝电源的正负极分别连接送丝头(9)和增材平台，伸出送丝头(9)部分的焊丝(14)产生电阻热，在开始进行熔滴过渡过程前，先通过施加在导电嘴的电流和电压设置预热温度并在焊丝(14)熔点温度以下对焊丝(14)进行预热，预热电流控制在80-200 a，预热电压控制在6-10 v。

4.根据权利要求3所述的一种铝合金摆动激光-振动-热丝协同高效增材方法，其特征在于：通过控制机械振动和摆动激光参数，以共同控制增材过程中熔滴过渡时的力输入；其中，熔滴在长大至脱落过程中的受力包括重力fg、表面张力fγ、等离子流力fp、电磁力fm、金属蒸汽作用力frl、激光作用力fl、机械作用力f2，其中重力、等离子流力、电磁力、激光作用力和机械作用力促进熔滴脱落，表面张力和金属蒸汽反作用力阻碍熔滴脱落。

5.根据权利要求4所述的一种铝合金摆动激光-振动-热丝协同高效增材方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：檀财旺，王炳秋，刘福运，周晓辉，亓蔚宁，杨明睿，宋晓国，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：