[发明专利]用于梯度材料制造的辅助填丝GMA增材制造装置及方法

权利要求书

1.一种用于梯度材料制造的辅助填丝GMA增材制造装置，其特征在于所述装置包括GMAW弧焊电源与送丝机、GMAW焊枪、两个导丝嘴以及两台辅助填丝送丝机，其中：

所述的送丝机用于输送熔化极焊丝，其送丝软管与GMAW焊枪连接；

所述的GMAW焊枪垂直设置在熔池正上方，用于引导熔化极焊丝送入熔池，所产生的电弧位于熔化极焊丝与熔池之间；

所述的两台辅助填丝送丝机分别用于输送与熔化极焊丝成分相同的同质填充焊丝和与熔化极焊丝成分相异的异质填充焊丝，其送丝软管分别与两个导丝嘴连接；

所述的两个导丝嘴固定在GMAW焊枪前端，用于引导同质填充焊丝和异质填充焊丝送入熔池。

2.一种利用权利要求1所述的装置实现用于梯度材料制造的辅助填丝GMA增材制造方法，其特征在于所述方法步骤如下：

步骤一：根据路径规划、参数规划的结果设置熔敷规范参数；

步骤二：当GMAW焊枪到达起弧点时，向GMAW弧焊电源发送起弧命令，在熔化极焊丝与基板或成形件的已成型部分之间起弧，形成熔池，开始熔敷；0.2～0.5秒后接通两台辅助填丝送丝机的送丝开关，向熔池中持续填丝，所述熔化极焊丝、同质填充焊丝以及异质填充焊丝的单位时间送入的体积满足如下条件：

式中：d₁、d₂、d₃——熔化极焊丝、同质填充焊丝、异质填充焊丝的直径；v_f1、v_f2、v_f3——熔化极焊丝、同质填充焊丝、异质填充焊丝送丝速度；

所述熔化极焊丝、同质填充焊丝和异质填充焊丝送丝速度的调节规则如下：对于同一层的熔敷道，应保证一致，同时保证一致，在此基础上，通过调整同质填充焊丝和异质填充焊丝的送丝速度来实现熔敷道成分的调节；

步骤三：当GMAW焊枪到达熄弧点时，断开两台辅助填丝送丝机的送丝开关，停止填丝；GMAW焊枪在熄弧点停留0.2～0.5秒后熄弧，完成一条熔敷道的熔敷加工，所述熔敷道中，异质填充焊丝所占体积分数ω₃为：

步骤四：反复执行上述步骤二和三，直到完成整个成形件的熔敷加工。