[发明专利]一种搅拌摩擦焊增材制造棒材的方法

权利要求书

1.一种搅拌摩擦焊增材制造棒材的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一、圆柱形母材的制备：

先确定增材制造的材料类型，并采用机械加工的方式加工成圆柱形棒材(1)，其直径为10-50mm，长度为50-200mm；然后在棒材(1)上端的外侧面加工一个深2-5mm的平台(1-1)，平台(1-1)长度为10-20mm；用砂纸将棒材(1)表面打磨干净，再在丙酮中进行超声清洗，最后风干备用；

步骤二、增材制造模具的制备：

选择熔点高于增材材料的管材制作增材制造的模具(2)，并清除其内外表面的油污和氧化膜；管材壁厚为2-10mm，内径比圆柱形棒材(1)直径大2-10mm；

步骤三、增材制造基板的制备：

选择熔点高于增材材料的板材制作增材制造的基板(4)，基板(4)的厚度大于5mm、基板(4)的长度和基板(4)的宽度均需大于增材制造模具(2)的外径；基板(4)表面用砂纸打磨干净，并在丙酮中进行超声清洗，最后风干备用；

步骤四、模具与基板的焊接：

采用氩弧焊方法将增材制造模具(2)和基板(4)焊接在一起；

步骤五、模具和基板的定位：

采用工装夹具，将焊在一起的模具(2)和基板(4)固定在搅拌摩擦设备上；

步骤六、增材制造参数的确定：

搅拌摩擦增材制造参数包括圆柱形棒材(1)的旋转速度和进给速度；棒材(1)的旋转速度范围为200-3000r/min，棒材(1)的进给速度的范围为1-200mm/min；

步骤七、增材制造的成形过程：

将棒材(1)固定在旋转机构上，在控制系统中输入增材制造参数；启动搅拌摩擦设备，棒材(1)以设定的增材制造参数运动，在棒材(1)接触到基板(4)时开始进行增材制造，直至达到预定的尺寸为止。

2.根据权利要求1所述的一种搅拌摩擦焊增材制造棒材的方法，其特征在于：步骤一中增材制造的材料为2024铝合金棒材。

3.根据权利要求2所述的一种搅拌摩擦焊增材制造棒材的方法，其特征在于：步骤二中选择低碳钢管材制作增材制造的模具(2)，并清除其内外表面的油污和氧化膜，管材壁厚为5mm，内径为24mm。

4.根据权利要求3所述的一种搅拌摩擦焊增材制造棒材的方法，其特征在于：步骤三中选择低碳钢制作增材制造的基板(4)，其厚度为10mm、长度和宽度均为50mm。

5.根据权利要求4所述的一种搅拌摩擦焊增材制造棒材的方法，其特征在于：步骤六中圆柱形棒材(1)旋转速度范围为800r/min，进给速度的范围为50mm/min。