[发明专利]不锈钢构件双GTA辅助GMA增材制造方法及系统

权利要求书

1.一种不锈钢构件双GTA辅助GMA增材制造方法，其特征在于：在GMA枪左右两侧分别安装一套采用独立的GTA电源的GTA枪，构成双GTA辅助GMA枪，GMA枪连接GMA电源正极、左侧GTA电源正极、右侧GTA电源正极，左侧GTA枪连接左侧GTA电源负极，右侧GTA枪连接右侧GTA电源负极，工作台连接GMA电源负极，形成双GTA辅助GMA复合热源；成形过程中，相继引燃GMA电弧与两侧GTA电弧，形成复合电弧并不断熔化不锈钢丝材，在基板上按预设路径由下至上逐层成形不锈钢构件。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢构件双GTA辅助GMA增材制造方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：将两套GTA枪分别安装在GMA枪左右两侧，构成双GTA辅助GMA枪，GMA枪连接GMA电源正极、左侧GTA电源正极、右侧GTA电源正极，左侧GTA枪连接左侧GTA电源负极，右侧GTA枪连接右侧GTA电源负极，工作台连接GMA电源负极，形成双GTA辅助GMA复合热源；

步骤二：将基板打磨，清除其表面锈迹，以紧固夹具夹持其四角，固定于工作台上，将双GTA辅助GMA枪移动至基板上方；

步骤三：确定不锈钢构件第一层起弧点、成形路径及收弧点，将双GTA辅助GMA枪移动至起弧点，GMA枪及两侧GTA枪预通保护气，引燃GMA枪与基板之间的主电弧，等待1-2s，引燃GMA枪与两侧GTA枪之间的辅助电弧，形成复合电弧，待复合电弧燃烧稳定后按预设成形路径不断熔化不锈钢丝材；成形过程中，通过GMA枪的电流I_r等于GMA电源电流I_b、左侧GTA电源电流I_n与右侧GTA电源电流I_m的总和，通过成形层的电流为I_b；待双GTA辅助GMA枪运动至收弧点处，熄灭复合电弧，随后GMA枪与两侧GTA枪停止送气；

步骤四：将双GTA辅助GMA枪抬升一个层高或工作台降低一个层高，待不锈钢构件当前成形层上表面温度降至75-180℃，开始成形构件的下一层；

步骤五：重复步骤三和步骤四，直到完成不锈钢构件剩余层的成形。

3.根据权利要求1或2所述的一种不锈钢构件双GTA辅助GMA增材制造方法，其特征在于：GMA枪中心轴线与两侧GTA枪中心轴线分别成θ₁与θ₂的角度，GMA枪喷嘴末端与两侧GTA电极末端垂直距离为d₁，GMA枪喷嘴末端与两侧GTA电极末端水平距离为d₂，GMA枪喷嘴末端与工件上表面垂直距离为d₃；两侧GTA枪相对于GMA枪对称，θ₁与θ₂为40-70°，且θ₁＝θ₂，GMA枪喷嘴末端与两侧GTA电极末端垂直距离d₁为5-10mm，水平距离d₂为1-3mm，GMA枪喷嘴末端与工件上表面垂直距离d₃为10-20mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种不锈钢构件双GTA辅助GMA增材制造方法，其特征在于：GMA电源为恒压电源；两侧GTA电源为恒流电源。

5.根据权利要求2所述的一种不锈钢构件双GTA辅助GMA增材制造方法，其特征在于：步骤三中GMA枪所用保护气为95％Ar+5％CO₂，气流量为15-25L/min，两侧GTA所用保护气为纯氩，气流量为8-16L/min。

6.根据权利要求2所述的一种不锈钢构件双GTA辅助GMA增材制造方法，其特征在于：步骤三中所采用不锈钢丝材送丝速度为3-10m/min，两侧GTA辅助电流为50-120A，左侧GTA辅助电流与右侧GTA辅助电流大小相等。

7.根据权利要求2所述的一种不锈钢构件双GTA辅助GMA增材制造方法，其特征在于：步骤四中不锈钢构件当前成形层上表面温度采用K型热电偶传感器测量，每一层温度采集点位于该层成形路径中点。

8.根据权利要求2所述的一种不锈钢构件双GTA辅助GMA增材制造方法，其特征在于：所用不锈钢丝材型号为300系列、400系列、500系列、600系列。