[发明专利]一种锤击强化电弧增材制造铝镁合金结构件的方法

说明书

本发明公开一种锤击强化电弧增材制造铝镁合金结构件的方法，包括以下步骤：1)、基板清洗；2)、将铝镁合金结构件立体模型导入切片软件进行切片和路径规划，将生成的切片文件导入控制系统；3)、设定工艺参数：包括焊接速度、送丝速度、气流量；控制系统按照设定的工艺参数结合切片文件，逐层增材制造铝镁合金结构件；4)、成型一层增材制造铝镁合金结构件后，调整锤头中心与焊道中心至重合，按照成型路径行走锤击；5)、重复步骤3)和4)完成整个电弧增材制造铝镁合金结构件及锤击强化。本发明经过锤击后构件中的气孔发生了愈合，气孔率大大减少，同时形变强化提高了构件整体的力学性能，力学性能均匀。

技术领域

本发明属于增材制造领域，具体涉及一种铝镁合金的电弧增材制造强化方法。

背景技术

电弧熔丝增材是一种高效、快速的制造工艺，特别适用于成型大型结构复杂的曲面、交叉结构件。以电弧焊机为热源，合金焊丝为原材料，再利用机器人作为路径行走机构直接成型大型金属结构件已成为目前的研究热点。利用电弧增材技术直接成型结构复杂的大型金属结构件，相比传统的铸造、锻造工艺效率更高，成本更低。

铝合金具有密度小，比强度高，成型性好的特点，在航空航天、船舶等领域应用广泛。同时由于铝合金具有较好的焊接性能，特别适用于电弧增材制造。这不仅避免了以激光为热源，铝合金对激光吸收率低的问题；而且其成型效率远远高于激光。电弧增材制造铝合金大型结构件具有效率高，成本低等特点，在直接成型大型金属具有极大的应用潜力。

铝镁合金是具有中等强度，但是在铝合金的增材制造过程中，由于逐层堆积，特别是对于是铝镁合金，相比其他系铝合金，在层内和层间结合处不可避免的存在气孔缺陷；

2017年1月11日公开的中国专利申请公布第CN106312461A号(申请号201610887150.8)，提出了一种大型铝合金结构件的制备方法和步骤，采用CMT工艺能快速制备出性能良好的大型铝合金结构件，采用MIG或者TIG连接主体和悬空部分，但在该工艺中不可避免的存在气孔等缺陷。

2017年6月30日公开的中国专利申请公布第CN 106903394A号，提出来一种铝镁合金增材制造方法，提出基板表面的清洗方法，提高了基板与构件的结合力，清除基板表面的油污，有利于减少残留在构件中的气孔，但不能完全消除气孔。

此外直接成型后零件呈铸态组织，力学性能难以满足使用要求，因此需要辅助其他手段进行后续强化，并减少合金中的缺陷，提高铝镁合金的综合力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锤击强化电弧增材制造铝镁合金结构件的方法，以解决铝镁合金中气孔缺陷以及进一步提高合金的综合力学性能；本发明提出以气锤进行冲击形变强化工艺，来减少甚至消除成型构件中的气孔缺陷，同时提高构件的整体力学性能。此工艺过程简单可控，适用性强。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锤击强化电弧增材制造铝镁合金结构件的方法，包括以下步骤：

1)、基板清洗；

2)、将铝镁合金结构件立体模型导入切片软件进行切片和路径规划，将生成的切片文件导入控制系统；

3)、设定工艺参数：包括焊接速度、送丝速度、气流量；控制系统按照设定的工艺参数结合切片文件，逐层增材制造铝镁合金结构件；

4)、成型一层增材制造铝镁合金结构件后，调整锤头中心与焊道中心至重合，按照成型路径行走锤击；

5)、重复步骤3)和4)完成整个电弧增材制造铝镁合金结构件及锤击强化。

进一步的，电弧增材制造成型所使用镁铝合金中镁含量范围为1.5％-7.5％。

进一步的，步骤1)先用磨片去除基板表面氧化层，再用酒精和丙酮清洗基板表面，去除杂质油渍。